Лекции.ИНФО


Линзы и фации хемогенных пород



Два основных класса первичных стратиграфических ловушек выделяют в хемогенных отложениях, большую часть которых составляют карбонатные породы. Оба они имеют большое значение для добычи нефти и газа. Этими классами являются следующие:

1. Пористые фации, литофации или биофации, заключенные среди обычных слабопроницаемых глинистых пород, известняков или доломитов. Линзы таких пород с почти плоскими ограничивающими поверхностями, состоящие из карбонатных остатков организмов, называются биостромами;

2. Пористые карбонатные массивы, имеющие форму линз или холмов и сложенные главным образом обломками скелетов донных прикрепляющихся организмов и окруженные слабопроницаемыми породами. Такие тела называются органогенными рифами, или биогермами.

Пористые карбонатные фации. Ловушки этой группы могут иметь как локальное, так и региональное распространение. Они напоминают песчаные фации, но слагающие их породы имеют хемогенную природу и обычно представлены карбонатами. Наиболее часто встречающийся тип таких ловушек возникает в результате доломитизации известняков; отложившиеся магнезиальные карбонатные осадки имеют меньший объем, чем карбонат кальция, удаленный в результате растворения. Таким образом, при доломитизации образуются пористые и проницаемые породы (см. также стр. 127 -128). Некоторые ловушки этого класса созданы песчаными или кремнистыми фациями, заключенными в толще карбонатных пород. Другие связаны с линзами перекристаллизованных обломочных пород, состоящих главным образом из скелетов организмов, ракушечников, оолитов и обломков карбонатов. Подобные слоистые пластовые тела, сложенные органическими остатками, являются биостромами [25]. Одни из них образованы на месте, вероятно, скелетами донных прикрепляющихся организмов, другие - остатками организмов, перенесенных волнами или течениями.

Зона замещения вверх по восстанию пластов проницаемой доломитовой фации известняков Трентон (средний ордовик), простирающихся на 170 миль через северо-западную часть Огайо и северную Индиану, определяет положение многочисленных нефтяных и газовых залежей [26] (фиг. 7-23, см. также стр. 128). На всем этом расстоянии залежи распространены почти непрерывно, но наибольшая их концентрация отмечается в более пористой доломитизированной части формации. Поскольку природа и время развития процесса доломитизации неизвестны, нет возможности установить, являются те или иные ловушки первичными или вторичными. Ловушка считается первичной, если местная

¹Значительно позже было установлено, что подобная картина характерна для залежей, приуроченных к трещинным коллекторам. - Прим. ред.

 

Пропуск стр. 294-296

 

других организмов и слагающими линзу биострома, которая залегает непосредственно над поверхностью несогласия между пенсильванскими и ордовикскими отложениями. Криноидные отложения, по-видимому, имеют определенную генетическую связь с куполовидной структурой. Возможно, что биостром формировался как сложенный известняковыми обломками прибрежный бар, или он представлял собой риф, образованный донными организмами, обитавшими на приподнятом участке дна древнего бассейна. Подобный резервуар в виде линзы ракушечников, или биостром, известен на юго-восточном крыле куполовидной структуры Лисбон в Луизиане [28]; соотношение его со структурой показано на фиг. 7-27. Тектонические движения, в результате которых образовалась куполовидная структура, происходили после отложения ракушечников; по-видимому, эти движения оказывали очень небольшое влияние или вообще не влияли на положение рифа, что подтверждается отсутствием уменьшения мощности дорифовых отложений на своде структуры.

Органогенные рифы. К органогенным рифам самых разнообразных размеров и форм приурочено множество крупных залежей нефти, особенно в Северной Америке [29]. Органогенные рифы ‑ довольно часто встречающиеся образования, они известны в отложениях всех систем ‑ от докембрийских до современных. Некоторые из них нацело сложены остатками организмов, захороненных на месте обитания, но большинство рифов представляет собой сложный комплекс чередования слоев, сложенных остатками организмов, захороненных на месте обитания, и обломков организмов и раковин [30]. Ввиду трудности поисков рифов (многие, если не большинство залежей, связанных с рифами, были открыты случайно или при разведке на другие типы ловушек) пройдет еще много времени, пока удастся достоверно оценить их потенциальные возможности1. Однако благодаря богатству залежей, приуроченных к ископаемым рифам, в будущем поискам рифовых ловушек на всем земном шаре, видимо, будет отводиться более существенная и все возрастающая роль в наших исследованиях.

Рифы этого типа получили название «коралловых рифов» еще до того, как стало известно, что во многих из них кораллы либо вообще отсутствуют, либо содержатся в очень небольших количествах. Термин «органогенный риф» представляется наилучшим [31], в настоящее время он широко используется геологами. Этот общий термин применяется к рифам всех форм и размеров, состоящим в значительной мере из органических остатков и залегающим среди осадков различного характера. Округлые куполовидные органические массивы называются биогермами [32]. Каммингс [33] определил биогерм как «любой куполовидный, холмовидный или другой округлой формы ограниченный массив, сложенный исключительно или в значитель­ной степени остатками прикрепляющихся донных организмов, таких, как кораллы, строматопороидеи, водоросли, брахиоподы, моллюски, криноидеи, и залегающий среди нормальных пород иного литологического состава» [33]. Термин «биогерм» может использоваться для отличия любых округлых рифов от вытянутых, имеющих десятки и даже сотни миль в длину и лишь несколько миль в ширину. Известняковые или доломитовые тела, для которых не может быть установлено их преимущественно органическое происхождение, называются известняковыми массивами, известняковыми банками, известняковыми рифами, рифовыми телами, рифоподобными отложениями или просто рифами.

После того как продуктивный органогенный риф полностью разбурен и залежь из него извлечена, выявляются характерные особенности его геологического строения - его размеры, очертания и внутренние изменения. Но при проведении поисковых работ или когда первые скважины встретят на глубине рифовые отложения, правильно

1В настоящее время довольно хорошо изучены общие закономерности развития рифов. В определенных геологических условиях эти рифы можно уверенно выявлять с помощью геофизических методов разведки, и поэтому имеется возможность проводить поиски залежей нефти и газа, связанных с рифовыми массивами, целенаправленно, а не случайно. Так, например, проводятся поиски нефти и газа в Предуральском прогибе.- Прим. ред.

 

предсказать, какой тип разведки окажется наиболее эффективным и в каком направлении должна развиваться разведка, можно только в том случае, если будет распознана вероятная форма рифа и основные черты его строения. Поэтому для изучения органогенных рифов, которые погребены под более молодыми отложениями и геологическое строение которых, как и окружающих риф образований, известно только по данным буровых скважин, полезны исследования как современных растущих в океанах рифов, так и ископаемых рифов, обнажающихся на поверхности во многих районах земного шара. Изучение логично проводить в такой последовательности: 1) современные органогенные рифы,

 

Фиг. 7-28. Разрез типичного берегового рифа (Yonge, Endeavour, p. 144, 1951).

Показаны различные отложения, образующие рифовый комплекс.

1 - берег; 2 - защищенная от волн рифовая отмель; 3 - гребень рифа; 4 - осыпь.

 

2) ископаемые органогенные рифы, обнаженные в результате последующей эрозии; 3) погребенные нефтегазоносные органогенные рифы.

Современные рифы. В настоящее время в теплых морях Индонезии, Индийского океана и региона Флорида - Багамские острова - Вест-Индия происходит формирование четырех основных типов органогенных рифов [34]: береговых, барьерных, атоллов и столовых рифов.

Береговые рифы почти вплотную примыкают к береговой линии. Во время низких отливов они выступают над поверхностью моря в виде шельфа или плоской террасы шириной от нескольких футов до четверти мили (фиг. 7-28). Среди известных береговых рифов наибольшую длину имеет риф вдоль побережья Красного моря, который протягивается практически без перерывов более чем на 2700 миль [35]. Шельф, образованный береговым рифом, сложен в основном породами, состоящими из скелетов рифостроящих организмов. Однако на его внешнем, обращенном к морю склоне в изобилии встречаются живые кораллы и другие организмы, которые обычно заселяют склон до глубины около 20 морских саженей. Морской склон берегового рифа круто погружается от узкого рифового шельфа. Построенные различными организмами рифовые структуры постоянно подвергаются здесь разрушающему воздействию волн. Часть обломков рифовых пород, иногда очень крупных, отрывается волнами от края рифов и выносится на берег. Но значительное количество обломков биогенных пород сносится вниз вдоль морского склона, где под воздействием отливов они образуют спускающуюся к морскому дну осыпь. На внутренней стороне рифа обычно наблюдается тона скопления валунных обломков рифовых пород. Между этой зоной и берегом острова или континента, с которым связан береговой риф, может располагаться внутренняя низина ‑ небольшой пролив с плоским дном, в пределах которого процессы аккумуляции осадков и их разрушения находятся в равновесии.

По мере того как риф разрастается в сторону открытого моря, его внутренний пролив расширяется и углубляется; в результате береговой риф может превратиться в барьерный риф, который представляет собой волнорез, или барьер, защищающий внутреннюю лагуну. Глубина лагуны, как правило, не превышает 30 морских саженей; дно лагуны обычно плоское, оно круто поднимается к внутреннему склону живого рифа и полого - в сторону берега. У краев лагуны дно моря покрыто слоем «известнякового песка»; в ее спокойных водах пышно разрастаются крупные ветвящиеся кораллы. В центральной части более глубоких лагун коралловый песок может замещаться бесструктурным илом. Поскольку осадконакопление в лагуне весьма замедлено [36], здесь, вероятно, развиваются процессы растворения известкового материала и перемещения пелитовых частиц в виде суспензии. С лагунной стороны ископаемых рифов в осадках часто содержатся эвапориты, оолиты, а также красные и зеленые глинистые осадки. Береговые рифы обычно формируются у берегов, для которых характерны крутые уступы, или клифы, тогда как барьерные рифы - у берегов с пологим склоном на расстоянии нескольких миль от них. Поэтому асимметричные острова могут быть окаймлены с одной сторны береговым рифом, с другой - барьерным.

Наиболее представительным и крупным является Большой Барьерный риф у северо-восточного побережья Австралии, который находится в 30-90 милях от берега и протягивается приблизительно параллельно берегу материка более чем на 1200 миль, исчезая у рифов Новой Гвинеи. В поперечном разрезе риф имеет форму клина, обращенного тупой стороной к океану и утоняющегося к берегу; со стороны моря он образует отвесную стену, высота которой над дном океана достигает местами 1800 футов [37]. Между барьером и берегом располагается огромная лагуна, связанная с открытым морем узкими проливами в барьере. Глубина лагуны обычно не превышает 30-40 морских саженей. Дно ее покрыто неконсолидированными обломками известняков и пластическим материалом, состоящим в основной своей массе из фораминифер.

Атолл представляет собой по существу кольцеобразный барьерный риф, иногда окружающий небольшой остров, от которого он отделен лагуной. Обнаженная часть атолла обычно не превышает 1 милю в ширину и почти всегда рассечена проливами, разделяющими ее на отдельные островки. Атолл может иметь весьма неправильную форму в плане. Такого рода атоллы в большом количестве встречаются в западной части Тихого и в Индийском океанах. Они имеют ряд общих, свойственных только им черт; характерно, например, что каждый такой атолл начинает расти со дна океана. Многие из них могут развиваться на вершинах подводных гор, вероятно на потухших вулканах. Обычно эти рифы развиваются на твердых грунтах, но некоторые из них, особенно распространенные в Яванском море и в бухте Джакарта, растут на илистых грунтах [38]. В пределах ограниченной территории рифы могут иметь различную высоту, что объясняется тремя возможными причинами, как это видно на фиг. 7-29. На фиг. 7-30 показаны обнаженные участки типичного атолла. Особый интерес представляют валы, или галечниковые валы, состоящие из переработанных обломков рифовых пород, вынесенных волнами и отложенных в виде вытянутой полосы. Эти отложения имеют высокую первичную пористость и проницаемость.

Небольшие изолированные рифы как погруженные, так и частично обнаженные над уровнем моря, не имеющие внутренней лагуны, называются столовыми рифами [39]. Они весьма обычны для коралловых морей. Несколько погруженных рифов обнаружено в Тихом океане. Они также называются морскими горами, а глубоко погруженные подводные горы с плоскими вершинами носят название гайотов¹. Полагают, что большинство столовых рифов являются остатками ранее существовавших атоллов [40]. Чтобы вскрыть основание, на котором развиты современные рифы, и выявить мощность формации коралловых пород, было пробурено несколько скважин [41]. Скважина на атолле Бикини прошла по неконсолидированным коралловым образованиям от поверхности до глубины 2556 футов [42], в нижней части разреза скважины вскрыты отложения миоценового возраста. Миоценовые коралловые породы обнаружены также при бурении скважины в Китадайто (остров Северный

Фиг. 7-29. Разрезы, показывающие три возможные причины, которые обусловливают различную высоту рифов на ограниченной площади (Теiсhert, Geog. Review, 38, p. 248, Fig. 17, 1949).

A - наклонное погружение; Б - эвстатическое понижение уровня плейстоценового моря; В - серия последовательных сбросов. Глубина показана в футах.

Фиг. 7-30. Идеализированный разрез типичного рифа и отмели в бухте Джакарта (Umb grove, Bull. Geol. Soc. Am., 58, p. 742, Fig. 9, 1947).

1 - обедненная рифовая фация; 2 - современное отложение кораллового песка; 3 - древняя часть песчаной отмели; 4 - пролив и лагуна; 5 - абразионный обрыв; б - остаток «приподнятого» рифа; 7 - вал из обломков рифовых пород; 8 - абразионная рифовая отмель; 9 - интенсивный рост рифа. Стрелкой показано преобладающее направление ветров.

 

Бородино), которая достигла глубины 1416 футов [43]. Скважина, заложенная в 1899 г. на атолле Фуна-фути, вплоть до забоя (глубина 1114 футов) шла по коралловым известнякам и доломитам [44]. Быстрая доломитизация рифовых пород почти полностью уничтожила здесь органические остатки. Породы основания были достигнуты двумя глубокими скважинами, пробуренными на атолле Эниветок; одна из них на глубине 4154 фута под мелководными эоценовыми известняками вскрыла оливиновые базальты, другая вошла в твердые породы фундамента на глубине 4610 футов, но взять образцы здесь не удалось [45]. Верхняя часть разрезов скважин мощностью несколько сотен футов представлена четвертичными рифовыми известняками, остальная большая часть разрезов сложена мягкими третичными рифовыми известняками с небольшим количеством доломита. Атолл, по-видимому, представляет собой известняковую шляпу, покрывающую вершину вулкана, который возвышается на 2 мили над дном океана.

Все рифостроящие и связанные с ними организмы современных рифов разделяются на две группы. Животные и растения, образующие каркас рифа, представлены главным образом колониальными или встречающимися в биоценозах в массовом количестве организмами, включая водоросли, губки и некоторые другие. Все они растут на скелетах отмерших сородичей и образуют устойчивые структуры, жесткие, но пористые. К организмам, обитающим в пустотах рифового каркаса, относятся неколониальные водоросли, кораллы, губки, моллюски, брахиоподы, мшанки и фораминиферы. Среди современных рифостроящих организмов Тихого океана наиболее значительную роль играют кораллы Асгорога и известняковые водоросли Lithothamnium. Осадки, сложенные скелетами Lithothamnium, образуют гряды, часто развитые с наветренной стороны атоллов и защищающие от воздействия волн скалистые выступы ‑ эрозионные останцы более древних рифов, располагающиеся с подветренной стороны. Два таких атолла с грядами, созданными остатками литотамний, показаны на фиг. 7-31.

Форма современных органогенных рифов и их положение относительно суши весьма разнообразны, однако все они имеют несколько общих характерных особенностей. Одна из этих особенностей заключается в том, что рифостроящие организмы, по-видимому, требуют для своего развития температуры не ниже 68°F (20°С). Поэтому ареал распространения современных рифов ограничен теплыми водами Тихого и Индийского океанов. Это, однако, не относится к водорослям, которые могут расти даже в арктических морях. Они образуют существенную часть многих как современных, так и ископаемых рифов, причем среди них наиболее активными рифостроителями являются известковые багряные и зеленые водоросли. Водоросли не могут расти без солнечного света, а максимальная глубина, на которую свет проникает в чистую воду, составляет около 50 морских саженей. Следовательно, область распространения водорослей ограничивается этой глубиной, а наиболее благоприятные условия для их роста существуют на глубинах не более 100 футов. Современные рифостроящие организмы

1Многие гайоты, развитые в северо-восточной части Тихого океана, имеют вулканическое происхождение, и на их вершинах отсутствуют коралловые постройки. - Прим. ред.

 

потребляют большое количество кислорода, поэтому рост рифов наиболее активен там, где волны и течения непрерывны и в изобилии приносят кислород, а также питательные вещества, необходимые рифостроителям. Этим и определяется то обстоятельство, что наиболее интенсивное рифообразование происходит с наветренной стороны. Вместе с тем рифостроящие организмы должны обладать способностью сооружать устойчивые к воздействию волн структуры, которые могут противостоять даже сильным штормам. Другой общей характерной чертой современных рифов является резкая изменчивость пористости на коротких расстояниях. Частично пористость рифа обусловлена жизнедеятельностью сверлящих организмов, раздробляющих породу на отдельные обломки, которые переотлагаются и образуют

Фиг. 7-31. Идеализированная схема, показывающая сложенные остатками Lithоthamnium гребни на наветренной стороне атоллоподобных рифов, в зоне активного воздействия волн (Yonge, Endeavour, p. 144, Fig. 14, 1951).

Локальные рифовые постройки образуются в мелководных условиях с подветренной стороны гребня. Размеры таких атоллоподобных рифов обычно колеблются в пределах от менее чем одной до нескольких квадратных миль. Видно преобладающее влияние ветров на форму рифа. 1 - Lithothamnium; 2 - пески; 3 - скалистые выступы рифовых построек; 4 - валуны; 5 - направление ветров.

 

высокопроницаемые кластические осадки на склонах рифа. Пористость рифовых пород связана также с наличием первичных пустот в скелетах многих рифостроящих организмов ‑ между пластинками кораллов, в спиралях раковин гастропод, в камерах цефалопод и в диафрагмах простейших. Многие из этих первичных полостей остаются запечатанными до тех пор, пока не вскроются сверлящими организмами. Кроме того, пористость развивается вдоль фронта активного роста рифа, там, где под воздействием волн образуются многочисленные крупные и мелкие обломки рифовой породы, которые, накапливаясь у подножия рифа, формируют грубые пористые кластические отложения. Крупными высокопористыми массивами являются также валообразные гряды и бары, сложенные крупными обломками рифогенных пород, разрушенных волновой эрозией. Известняковые пески, переносимые и сортируемые волнами, формируют пористые бары и отдельные пористые тела. Некоторые из этих особенностей современных рифов показаны на фиг. 7-32 и 7-33.

В рифах часто встречаются кавернозные пустоты. Некоторые из них связаны с формой скелетов ветвящихся кораллов, образование других обусловлено разрушающим действием волн. Два весьма обычных типа кавернозных пустот известны в рифах атолла Бикини в Тихом океане [48].

Один из них, именуемый «блоухолс» («blowholes» ‑ ударное отверстие), представляет собой отверстие, из которого при каждом ударе волн в воздух на высоту от 5 до 20 футов взлетает струя воды. Эти отверстия возникают из приливных каналов - крупных борозд на морской стороне рифа, в которые периодически врывается и сливается обратно в море вода. Приливные каналы могут быть узкими, но длинными (50-75 футов). Когда канал сверху зарастает водорослями, он превращается в туннель, имеющий лишь небольшое отверстие на обращенной в сторону берега части,

Фиг. 7-32. Идеализированная схема типичного современного растущего рифа, подобного тем, которые встречаются вдоль Большого Барьерного рифа у северо-восточного побережья Австралии (Report of Great Barrier Reef Committee, Trans. Royal Geol. Soc. Australasia, p. 53, 1925).

Эта схема, а также разрез рифа по линии XX, приведенный на фиг. 7-33, показывают, как возникают некоторые отклонения в строении рифового комплекса. 1 - скалистые выступы рифовых построек, растущих с глубины 12-15 морских саженей; 2 - скалистые выступы рифовых построек, растущих с глубины 20 морских саженей; 3 - внешний край растущего рифа; 4 - зона неравномерного роста; 5 - уступ, образованный растущими кораллами; 6 - мертвый серповидный гребень рифа; 7 - озера в зоне неравномерного роста; 8 - мелкие рифовые постройки в зоне неравномерного роста.

 

и при каждом ударе высокой набегающей волны через туннель под давлением проталкивается вода. Второй тип каверн образуют структуры, получившие название «камеры со столбами» («room-and-pillar»). Водоросли, образующие столбовидные известковистые массы, которые достигают 15-20 футов в диаметре, растут вверх от дна моря до тех пор, пока не достигнут уровня прибоя, расположенного на 1-2 фута ниже уровня отлива, где интенсивность их роста резко возрастает. Вследствие этого они начинают разрастаться в горизонтальном направлении и в конце концов полностью смыкаются над пустотами, сохранившимися между известняковыми колоннами, после чего отмирают. Возникающие в результате структуры по форме напоминают те, которые образуются при камерностолбовой выемке каменного угля в некоторых шахтах, что и отражено в их названии. Последовательность развития подобных полостей показана на фиг. 7-34.

Фиг. 7-33. Разрез по линии XX' (см. фиг. 7-32) растущего рифа, подобного Большому Барьерному рифу у северо-восточного побережья Австралии (Report of Great Barrie: Reef Committee, Trans. Royal Soc. Australasia, p. 53, 1925).

Видны детали строения различных частей рифа. 1 - скалистый выступ рифа, растущего с глубины 20 морских саженей; 2 - скалистый выступ рифа растущего с глубины 10 морских саженей; 3 - скалистый выступ рифа; 4 - озеро; 5 - серповидный гребень, сложенный мертвыми кораллами; в - прибой; 7 - изолированные мелкие постройки растущих кораллов; 8 - уступ, образованный растущими кораллами; 9 - зона неравномерного роста кораллов; 10 - мелкие постройки растущих кораллов. Точечная линия - коралловый песок; извилистая линия - мертвые кораллы; округлые выступы - живущие кораллы; м.с. – морские сажени.

 

Строение скелетов большинства современных рифостроящих организмов обусловливает возникновение в рифовых породах ряда форм первичной

Фиг. 7-34. Схема, показывающая процесс образования кавернозных пустот типа «камеры со столбами» в современных Грифах, таких, как риф Бикини в Тихом океане (Тrасеу, L add, Hoffmeister, Bull. Geol. Soc. Am., 59, p. 875, Fig. 6, 1948).

Штриховкой обозначены водорослевые известняки. А - куполовидные образования водорослевых известняков; Б - горизонатальное разрастание в прибойной зоне; В - образование рифового пласта, перекрывающего структуру типа «камеры со столбами». УО - уровень моря во время отлива. Такие кавернозные пустоты, по-видимому, подобны кавернам в некоторых продуктивных рифах.

 

пористости, в то же время жизнедеятельность других организмов и химические процессы приводят к уменьшению пористости. К организмам, уменьшающим пористость рифовых пород, относятся водоросли и некоторые мелкие организмы, которые живут и отмирают в крупных пустотах рифовых построек, а также лишаевидные нуллипоры, которые разрушают и живые и мертвые кораллы и заполняют все доступные для них пустоты, цементируя известняки и превращая их в твердую породу. В результате химического осаждения карбоната объем порового пространства еще более сокращается и происходит дальнейшая цементация органических остатков.

Относительная обедненность рифовых пород органическими остатками может быть обусловлена рядом причин: 1) перекристаллизацией в процессе диагенеза, часто включающей доломитизацию известняков; 2) разрушением сверлящими водорослями, весьма обычными почти во всех рифах; 3) отложением материала, измельченного и перетертого волнами, а также мацерированного сверлящими хищными и илоядными организмами.

Ископаемые рифы. Органогенные рифы, погребенные в древних осадках, в особенности в осадках палеозойского и мезозойского возраста, установлены во многих местах земного шара [49]. Размеры их изменяются в самых широких пределах; наряду с небольшими скоплениями обломков органогенных пород мощностью всего несколько футов и площадью несколько квадратных футов известны крупные органогенные рифы мощностью в сотни футов и длиною в сотни миль. Вначале ископаемые рифы были определены в обнажениях, но позже удалось выявить рифы, погребенные под более молодыми отложениями, где они часто содержат высокопродуктивные залежи нефти.

Особенно замечательны в этом отношении силурийские отложения Висконсина, Индианы, Онтарио и Иллинойса, включающие большое количество биогермов; распространение выявленных биогермов показано на фиг. 7-35. Они характерны преимущественно для серии Ниагара (средний силур). Биогермы обычно представляют собой бесструктурные толщи доломита с неоднородной текстурой, которые прорывают слоистые отложения с нормальной стратиграфической последовательностью. Одни биогермы почти не содержат ископаемых организмов, другие, наоборот, весьма изобилуют ими, причем основными рифостроителями были гастроподы, брахиоподы и кораллы. Многие из биогермов имеют центральное ядро, которое сложено плотным неслоистым доломитом, пористым и кавернозным. Размер каверн изменяется от нескольких дюймов до фута и более в диаметре; они образовались, по-видимому, из первичных пустот, измененных в результате растворения и переотложения материала. Внешние части биогермов обычно переходят в тонкослоистые, плотные, не содержащие окаменелостей доломиты с рассеянными желваками кремня. Слои доломитов круто падают во все стороны от центрального массива под углами от 40 до 70°. Такое крутое падение слоев, по-видимому, произошло в результате оползания и уплотнения известкового ила [50]. По направлению к центру биогерма окружающие его доломитовые пласты обычно увеличиваются в мощности и вклиниваются в рифовые породы. Все имеющиеся данные указывают на то, что биогермы ниагарского возраста росли в мелководной части бассейна и в виде небольших холмов высотой от нескольких футов до нескольких десятков футов воздымались над окружавшим их дном моря, где отлагались тонкозернистые известковые илы.

Органогенные рифы ниагарского возраста, например, в Иллинойсе и Индиане, сложены почти чистыми карбонатными породами (известняками или доломитами), для которых характерно более высокое по сравнению с нормальными межрифовыми отложениями электрическое сопротивление. В отличие от многих других известняковых толщ эти породы пе содержат включений кремня. Ширина рифовых массивов колеблется от немногих футов до нескольких миль, а высота от нескольких футов до тысячи футов. Их форма изменяется от округлой, эллиптической до гребневидной. Рифы могут состоять только из массивного ядра, непосредственно контактирующего с окружающими риф формациями. В других случаях ядро

 

Фиг. 7-35. Распространение известных обнажающихся и погребенных биогермов в силурийских отложениях (главным образом серии Ниагара) на востоке центральной части США (Lowenstam, RI 145, Illinois Geol. Surv., 1950). 1 - области отсутствия силурийских отложений; 2 - области, где силурийские отложения обнажаются на поверхности; 3 - области, где силурийские отложения перекрыты более молодыми слоями; 4 - рифы.

Фиг. 7-36. Разрез органогенного рифа (биогерма) ниагарского возраста (средний силу: в долине реки Уобаш, северная часть Индианы (Gumings, Shrock, Bull. Gee Soc. Am., 39, p. 598, Fig. 7, 1928).

Диаметр рифа около 2000 футов, а высота его в приведенном разрезе 145 футов. Риф начал расти на глинистом основании, а позже благодаря увеличению своего веса он частично погрузился в подстилающие глины.

 

может контактировать со слоистыми отложениями, сложенными снесенным с рифа детритом и падающими во все стороны от биогерма. Детальное строение одного из таких рифов показано на фиг. 7-36.

Весьма эффектным обнаженным древним рифом, аналогичным современным барьерным рифам, является риф Капитан в Пермском бассейне западного Техаса и Нью-Мексико [51], показанный на фиг. 7-37. Этот риф, частично расположенный над дневной поверхностью, а частично залегающий под ней, намного превышает по размеру все другие известные ископаемые рифы и достигает мощности 1200 футов и более, простираясь на расстояние примерно 400 миль (см. фиг. 3-10). В пределах почти всей его погребенной части (ВВ') открыто множество нефтяных и газовых залежей. Природа этого массивного тела, сложенного доломитовыми известняками, и столь же мощного нижележащего рифа Готсип не была установлена в течение длительного времени. Это объясняется, главным образом, ошибочной интерпретацией содержащихся в породах органических остатков, что представляет собой трудную проблему. Рифы Капитан и Готсип стратиграфически отно­сятся к гваделупской серии пермской системы и территориально приуроче­ны к зоне перехода от глубоководных (содержащих прослои известняков) кластических песчаных отложений Пермского бассейна к известнякам зарифовой или лагунной областей, для которых характерна эвапоритовая седиментация в условиях мелководья. Другим крупным, рифовым сооружением является риф Або-Уичито-Олбани в пермских отложениях западного Техаса и Нью-Мексико. Он представляет собой узкую полосу, обрамлявшую бассейн Мидленд с запада, севера и востока. Здесь в локально развитых рифовых поднятиях обнаружено свыше шестидесяти нефтяных залежей, и ожидается открытие еще большего их количества [52].

В горах Сакраменто, Нью-Мексико, [53] в отложениях формации Лейк-Валли миссисипской системы обнажаются типичные биогермы, содержащие остатки криноидей. Эти биогермы представляют собой округлые, холмовидные, имеющие плоскую подошву тела, которые сложены твердыми известняками, без каких бы то ни было отличительных черт; типичный пример такого массива показан на фиг. 7-38. Они выделяются по отсутствию слоистости, что особенно характерно для их центральных частей. Размеры их бывают весьма различными, но некоторые рифы достигают 200 футов мощности и 1 мили в диаметре основания. Начальный наклон слоев от центра массивов достигает 40°. Единственными ископаемыми органическими остатками являются отдельные обособленные известняковые стебли криноидей, встречающиеся на предполагаемой лагунной, или подветренной, стороне рифа, где развиты фации, представленные слабосцементированными обломками криноидей. Очевидно, детритовые осадки смывались с растущего биогерма. Эти отложения переслаиваются с породами внешнего края биогерма, от которых они отделяются отчетливыми литологическими контактами. Для лагунной области типичны также песчаные фации, а дальше по направлению к ее внутренним частям развиты известковые мергели с ископаемыми органическими остатками; обе эти фации слабо развиты или вообще отсутствуют на обращенной к морю стороне рифа. Поскольку мощность слоев, прилегающих к рифу и, по-видимому, сложенных снесенным с него обломочным материалом, увеличивается в сторону рифового тела, а перекрывающие слои непосредственно над биогермами резко утоняются по сравнению с межрифовыми участками, Лаудон и Боушер сделали вывод о том, что отдельные биогермы в виде холмов возвышались над дном моря.

В группе Борден, или Нобстон (нижний миссисипий), Индиана, биогермы встречаются в виде отдельных известняковых массивов, сложенных в основном остатками криноидей и содержащих множество включений кремня.

Эти массивы полностью заключены в обломочных отложениях - алевролитах и мелкозернистых песчаниках с тонкими прослоями глинистых сланцев [54]. Биогермы группы Борден росли одновременно с накоплением окружающих их обломочных осадков.

Рифостроящие организмы из красноцветных отложений перми в районе Саут-Парк, Колорадо, были описаны Джонсоном [55]. Этот риф, по-видимому, был построен всего одним видом известковых водорослей, крупная колония которых развивалась здесь на протяжении длительного времени. Размеры рифа в плане составляют 1100×300 футов, а мощность его достигает 80 футов. Он асимметричен по форме и от него отходят неравномерно

Фиг. 7-38. Разрез одного из типичных биогермов пачки Аламогордо формации Лейка Валли (миссисипий) в районе гор Сакраменто, юго-восток Нью-Мексико (Laudon, Bowsher, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 25, p. 2128, Fig. 10, 1941). Этот биогерм, по-видимому, подобен погребенным продуктивным биогермам на севере Техаса. 1 - пачка Дона-Ана; 2 - пачка Арсент; 3 - фация верхних серых кремнистых криноидных известняков Аламогордо; 4 - фация голубовато-серых мергелей; 5 - фация зеленых криноидных песков; 6 - серая криноидная фация; 7 - фация плотных черных кремнистых известняков Аламогордо; 8 - фация серых алевролитов Таонурус пачки Аламогордо; 9 - формация Кабаллеро; 10 - биогермная фация пачки Аламогордо.

 

расположенные выступы водорослевых известняков, вклинивающиеся в крас-ноцветные пласты. При изучении материала биогерма под микроскопом выяснилось, что органогенные структуры частично разрушены при кристаллизации доломита. Тем не менее в известняках определены остатки водорослей, представленные многочисленными соединенными друг с другом и разорванными нитями, трубочками и массами клеточной ткани.

Многочисленные, местами продуктивные рифы пермского возраста установлены в Предуральском прогибе в СССР [56]. Один из таких обнаруженных рифов - шихан Тра-Тау - показан на фиг. 7-39.

Органогенные рифы в соляных куполах Дамон-Маунд и Вест-Колумбиа в провинции Галф-Кост были описаны Эллисор [57]. Она установила, что ассоциация фораминифер в линзе известняков олигоценового возраста отличается от подобной ассоциации, обнаруженной в окружающих глинистых породах, имеющих тот же возраст и занимающих такое же стратиграфическое положение. Многие роды фораминифер, встреченные в этих известняках, характерны для теплых мелководных морей, окружающих рифы. Руководящий вид Heterostegina antillea, который повсеместно распространен в известняках, известен в современных коралловых рифах острова Антигуа и Вест-Индии.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 112;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная