Серра Оберто Восстановление условий осадконакопления по данным геофизических исследований скважин

Подождите немного. Документ загружается.

221

очень редко, что обусловлено окислительным характером обстановки осадко-

накопления (Selley, 1976). Частым является изменение железосодержащих ми-

нералов до гематита или лимонита. Урансодержащие минералы могут накап-

ливаться вместе с золотом в виде россыпей (например, Blind River в Канаде и

бассейн Witwatersand в Южной Африке). Эти минералы концентрируются в ос-

нованиях русел (Minter, 1978).

Рис.6.4-1. Аэрофотоснимок разветвленной

реки, заваленной эрозионными обломками,

вблизи края тающего ледника (фото B.

Washburn, в Press и Siever, 1978, рис.7-25).

Рис.6.4-2a. Теоретический вертикальный раз-

рез отложений системы разветвленного реч-

ного русла. Осадконакопление происходит

почти полностью в быстро смещающемся

комплексе русел. Пойма отсутствует (из Sel-

ley, 1976, рис.101).

222

Рис.6.4-2b. Четыре профиля осадконакопления разветвленной реки. Они представляют четыре мо-

дели систем разветвленной реки, которые связаны с энергией, имевшей место в процессе осадко-

накопления и, следовательно, с близостью к вершине (из Miall, 1977).

6.4.2.1.2. Текстура

Сортировка плохая до умеренной (от гравия до песка), с низкой сферич-

ностью, отношение зерна/матрица от умеренного до низкого; в тонком конечном

хвосте (fine end tail) распространен алеврит (Pettijohn и др., 1972). Конгломера-

ты изменяются от обломочных без матрицы, через обломочные с интерстици-

альной песчанистой матрицей, до песчанистого конгломерата с рассеянными

обломками. Конгломераты без матрицы достаточно хорошо отсортированы и

характеризуются унимодальным распределением. Конгломераты с песчанистой

матрицей демонстрируют бимодальное распределение, а микритовые конгло-

мераты (matrix-supported conglomerates) характеризуются унимодальным рас-

пределением и плохо отсортированы.

6.4.2.2. Структура

В Таблице 6.4-1 обобщены основные осадочные структуры и их распро-

страненность в отложениях разветвленной реки. Наблюдается асимметричная

мелкомасштабная рябь и распространенная хорошо ориентированная косая

слоистость (обычно унимодальная), а также мелкомасштабная косая слои-

стость. Может иметь место как массивная, так и градационная слоистость. От-

мечается тенденция к линзовидной форме пластов с эрозионным размывом;

следы и следы движения встречаются нечасто. Распространены осадочные ба-

ры.

202

Таблица 6.4-1

Основные осадочные структуры и их относительная

распространенность

(из Williams и Rust, 1969, Таблица 1).

Рябь

Крупно-масшт.

структуры

Мелкомасштабные структуры

Слоистость,

косая слои-

стость

мелкомасштабная

крупно-

масшт.

Слои-

стость

Эроз.

Осад.

Поверхность

Разрез

Уровень/речное русло

Параллельная

Линзовидная

Мелкомасшт.X-L

Крупномасшт.X-L

Прямая

Извилистая

Серповидная

Языковидная

Волнообразная

Серповидная

Языковидная

Массивная

Градационная

Чаши размыва

Русла

Бар - Фас лавины

Бары

Знаки промоин

Серповидные намывы

Линейность зерен

Линейность растений

Дождевые ямки

Трещины высыхания

Алеврит Volcanoes

Следы и следы движе-

ния

Слоистое органическое

вещество

Слоистость цветов

Биотурбация

Черепитчатое располо-

жение

Перемещение берега

В общем (1-4)

C-O

O-R

C-R

O-R

C-O

C-R

A-R

C-R

A-R

O-R

A= Распространенная; C = Общая; O = Встречается случайно; R = Редкая

224

6.4.2.3. Границы

Можно различить четыре единицы или фации. Они располагаются так,

как показано на рис.6.4-3, образуя теоретические вертикальные последова-

тельности.

Единица 1: крупномасштабная косая слоистость, в основном грубозер-

нистая с галькой, с эрозионным нижним контактом. Могут присутствовать пре-

рывистые линзы песка, алеврита и глины. Эта единица связана с перемещени-

ем перекатов в горизонтальном направлении и вниз по течению.

Единица 2: слоистость со следами мегаряби в среднезернистом песке;

крупно- и мелкомасштабная косая слоистость и рябь. Они соответствуют ми-

грации песчаных перекатов.

Единица 3: слоистость со следами мелкой ряби в тонкозернистом песке,

образованном полосчатыми песками и алевритами. Рябь листоватая или мас-

сивная. Мелкомасштабная рябь, микробары и размывы. Они могут быть связа-

ны с отложениями недавно отмершего русла.

Единица 4: тонкозернистый песок и ил, демонстрирующий горизонталь-

ную или конволютную слоистость. Эта единица соответствует отмершим рус-

лам.

Такие последовательности, характеризующиеся уменьшением размера

зерен вверх по разрезу, лучше всего развиты в русловых отложениях. Зерна

постепенно уменьшаются, и сортировка улучшается вверх по разрезу. Грубо- и

тонкозернистые единицы могут переслаиваться. Может иметь место увеличе-

ние размера зерен вверх по разрезу. Это связано с непостоянством стадии ре-

ки (fluctuating river stages).

Что касается энергии в процессе осадконакопления, Miall (1977) пред-

ложил четыре модели отложений разветвленных рек, которые показаны на

рис.6.4-2b.

6.4.2.5. Геометрия тела

«Системы разветвленных русел характеризуются наличием сети посто-

янно смещающихся течений с малой извилистостью» (Selley, 1978).

Песчаные и гравийные разветвленные реки мигрируют в латеральном

направлении, оставляя отложения русел в форме покровов или клиньев и ком-

плексы баров, где сохраняются лишь незначительные количества пойменного

материала (Cant, 1982).

В деталях распознаются три основные геоморфологические тела: русла,

бары и острова (Williams и Rust, 1969) (рис.6.4-5).

Рис.6.4-3. Схематическая вертикальная по-

следовательность отложений разветвленной

реки. Единица 1: крупномасштабная косая

слоистость с галькой. Единица 2: среднезер-

нистый песок, слоистый со следами мегаря-

би. Единица 3: тонкозернистый песок, слои-

стый со следами мелкой ряби. Единица 4:

тонкозернистый песок и ил с горизонталь-

ной, редко с конволютной слоистостью (из

Reineck и Singh, 1975, на основе данных Doe-

glas, 1962).

225

Рис.6.4-4. Интегральные кривые распределе-

ния размера зерен для образцов, отобранных

из систем разветвленных рек (из Williams и

Rust, 1969, рис.4). Для данного образца, пре-

делы изменения размера зерен отражают

плохую сортировку.

Русла сильно изменяются по

размеру и располагаются в пяти ие-

рархических порядках. Русло слож-

ной реки прямое, со средней шири-

ной 1 миля (1.6 км). Русло реки ха-

рактеризуется наличием разветв-

ленной сети из трех русел

Рис.6.4-5. Составная модель отложений раз-

ветвленной реки (из Williams и Rust, 1969,

рис.27).

Рис.6.4-6. Блок-диаграмма разветвленной пес-

чаной системы с руслами, характеризующими-

ся малой извилистостью. Наращивание по вер-

тикали может иметь место на стадии паводка

(из Walker, 1969).

низшего порядка. Эти меньшие русла имеют ширину до сотен футов, и им

обычно свойственна малая извилистость. Основные отложения русел характе-

ризуются уменьшением размера зерен вверх по разрезу. В разрезе русла яв-

ляются эрозионными, и наблюдаются в ассоциациях с очень высокой повто-

ряемостью. Основное русло разделяется на несколько меньших русел, которые

встречаются и снова расходятся (рис.6.4-5 – 6.4-7). Перекаты, которые делят

реку на несколько русел при минимальном стоке, часто затопляются при мак-

симальном стоке. Обычно они состоят из грубозернистых остаточных отложе-

ний реки (часто из гальки), которые не могут переноситься потоком. После

формирования такого переката, он может перейти в устойчивое состояние за

счет отложения тонкозернистого осадочного материала на вершине при макси-

мальном стоке. В дальнейшем на перекате может появиться растительность,

образуя остров.

226

Рис.6.4-7. Аэральное распределение системы

разветвленной реки, демонстрирующее ие-

рархическую организацию русел и баров (из

Allen, 1965).

Рис.6.4-8. Геоморфологические и осадочные характеристики участков русла реки с твердым, сме-

шанным и взвешенным стоком (из Galloway, 1977, и у Galloway и Hobday, 1983, рис.4-13).

(1- тип русла; 2- русло с твердым стоком; 3- русло со смешанным стоком; 4- русло с взвешенным стоком;

5- состав русловых отложений; 6- В основном песок; 7- Смесь песка, алеврита и ила; 8- В основном алев-

рит и ил; 9- геометрия русла; 10- разрез; 11- Большая величина отношения ширина/глубина; 12- Рельеф

подошвы размыва от низкого до умеренного; 13- Умеренная величина отношения ширина/глубина; 14-

Высокий рельеф подошвы размыва; 15- Величина отношения ширина/глубина от низкой до очень низкой;

16- Подошва размыва высокорельефная, с крутыми откосами, некоторые участки с многочисленными

тальвегами; 17- вид в плане; 18- Русло прямое до слегка извилистого; 19- Извилистое русло; 20- Русло

сильно извилистое до разветвленного; 21- изолиты песка; 22- Широкий непрерывный пояс;23- Сложный,

типично «beoded» (bedded – слоистый?) пояс; 24- Рукавообразная залежь или под; 25- внутренняя струк-

тура; 26-осадочная текстура; 27- В выполнении осадочным материалом преобладает наращивание слоев;

28- В выполнении осадочным материалом сохранено наращивание откосов и слоев; 29- В выполнении

осадочным материалом преобладает наращивание откоса (симметричное или асимметричное); 30- верти-

кальная последовательность; 31,34,37- ПС; 32,35,38- литология; 33- Неправильная, характеризующаяся

уменьшением размера зерен вверх по разрезу, плохо развитая; 36- Многообразие хорошо развитых про-

филей, характеризующихся уменьшением размера зерен вверх по разрезу; 39- Последовательность с

преобладанием тонкозернистого материала, поэтому вертикальные тренды могут быть скрыты; 40- лате-

ральные соотношения; 41- Многосторонние русловые отложения, которое по объему обычно превышает

паводковые отложения; 42- Многоярусные русловые отложения, в общем случае подчиненные окружаю-

щим паводковым отложениям; 43- Многоярусные русловые отложения, заключенные в распространенном

паводковом иле и глине)

Имеются три типа баров: продольные, поперечные и косы. Продольные

бары наиболее распространены (95%), и встречаются в виде боковых баров

вдоль сторон русла и центральных баров на средних участках русла. Макси-

мальная длина и ширина изменяются от нескольких футов до сотен футов. По-

верхность бара никогда не бывает гладкой, и включает множество крупно- и

227

мелкомасштабных структур. Они сложены гравием, песком и примесями алев-

рита и ила. Отмечается тенденция к боковому наращиванию баров вниз по те-

чению. Конец бара, расположенный вверх по течению, частично эродирован.

Острова являются наиболее постоянными элементами долины в пре-

делах системы разветвленной реки. Они вытянуты вниз по течению. Могут при-

сутствовать корни или углистое вещество.

Разветвленные реки характеризуются широкими руслами, положение

которых изменяется, и быстрым и непрерывным смещением осадков. Следова-

тельно, ширина отдельной единицы может изменяться от 0.5 до 8 км, длина –

от десятков до сотен километров, а мощность – от нескольких дециметров до

30 метров; большая величина отношения ширина/глубина. Разветвленные реки

могут распространяться на сотни километров; в результате слияния баров и

песчаных отмелей образуются обширные, выдержанные в латеральном на-

правлении песчаные покровы, не замкнутые глинистыми сланцами (Walker,

1979).

6.4.2.6. Модель направленного потока

Данные о направленных потоках для иерархических порядков мелко- и

крупномасштабных структур приведены в обобщенном виде на рис.6.4-9. Они

демонстрируют характерное унимодальное распределение азимутов, с разбро-

сом вниз по палеосклону от умеренного до низкого.

228

Рис.6.4-9. Разброс азимутов направленного

потока со структур (из Williams и Rust, 1969,

рис.28 и 23).

6.4.2.7. Характеристики коллектора

Отложения разветвленных

рек могут образовывать породы с по-

тенциально высокими коллекторски-

ми свойствами (пористость до 30%, а

проницаемость – от несколько тысяч

миллидарси). Глинистые сланцы ха-

рактеризуются ограниченным рас-

пространением в латеральном на-

правлении и не играют значительной

роли в блокировании миграции

флюидов. Обычно они не формируют

стратиграфические ловушки.

6.4.3. КАРОТАЖНЫЕ СИГНАЛЫ

И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Galloway и Hobday (1983)

предложили обобщенную модель

осадконакопления для разветвленно-

го русла с теоретической кривой ПС

(рис.6.4-10). Типичная форма кривой

ПС – гладкий цилиндр. Реакции дру-

гих приборов буду иллюстрированы

полевым примером: формация Upper

Tipam (Ассам, Индия), сводная диа-

грамма для которой представлена на

рис.6.4-11.

229

Рис.6.4-10. Обобщенная модель осадконакоп-

ления, вертикальные последовательности раз-

меров зерен и осадочных структур и профили

ПС, сформированные разветвленным руслом с

малой извилистостью. В последовательности

A преобладает миграция продольного бара,

сложенного гравием. В (B) отмечается отложе-

ние последовательных серий косых слоев на

заполнении разветвленного русла (из Galloway

и Hobday, 1983, РИС.4-4).

(1- боковой бар; 2- продольный бар; 3- поперечный

бар)

6.4.3.1. Электролитофации

С целью определения мине-

ралогического состава формации,

было выполнено детальное исследо-

вание различных графиков взаимной

зависимости.

Графики взаимной зависимо-

сти ρ

и ø

(рис.6.4-12), в которых по

оси Z отложены значения ПС

(рис.6.4-12b) и EATT (затухание элек-

тромагнитной волны – рис.6.4-12c)

очень четко показывают изменение

размера зерен в песках. Линия пес-

чаников соответствует линии, прохо-

дящей от точки флюида (ρ

1., ø

100%) через самые «северо-

западные» точки с низкими значе-

ниями ПС и EATT. Аналогично, ли-

нию алевролитов можно построить от

точки флюида через самые нижние

точки с величинами ПС и EATT от

малых до умеренных. «Точка песка»

соответствует ø

=0 на линии песча-

ников, а «точка алеврита» получает-

ся в результате пересечения линии

алевролита с линией, построенной из

точки песка параллельно линии рав-

ных пористостей для смеси песок-

алеврит.

230

Рис.6.4-11. Типичные кривые ГИС по системе

разветвленной реки (из Schlumberger, Well

Evaluation Conference, Индия, 1983).

Рис.6.4-12. Графики взаимной зависимости

пористости и плотности по нейтронному каро-

тажу, где по оси Z отложена встречаемость (a),

значения ПС (b), EATT (c) и содержание калия

(d). Интерпретация по Serra, в Schlumberger,

Well Evaluation Conference, Индия, 1983.

(1,6,11,16- линия чистого кварцевого песка;

2,7,12,17- линия песков; 3,8,13,18- линия алеври-

тов; 4,9,14,19- точка «песка»; 5,10,15,20- точка

алеврита)