ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 40

 

  Главная      Учебники - Разные     ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - 1970 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  38  39  40  41   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 40

 

 

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

1

Многие   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

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  38  39  40  41   ..