Седиментогенез в бассейнах среднего и позднего миоцена Восточного Паратетиса (стратотипический Керченско-Таманский регион)

Актуальность исследований. Керченско-Таманский сектор Причерноморья является уникальным объектом для исследования, на примере которого можно проследить развитие Восточного Паратетиса в неогене. Этот регион нефтегазодобывающий и здесь зародились основы стратиграфии неогена Кавказского региона (Андрусов, 1884−1918). На Керченском полуострове установлены стратотипы целого ряда региоярусов миоцена (тархана, чокрака, мэотиса и понта). В рассматриваемом регионе средне-верхнемиоценовые отложения соответствуют основному этапу заполнения Керченско-Таманского прогиба и отличаются разнообразным фациальным строением. Среди этих толщ выделяются как разрезы мелководных отложений с обилием бентосных моллюсков, так и относительно глубоководных, характеризующихся большей полнотой геологической летописи. Изучение глубоководных отложений открывает большие перспективы в решении важнейших проблем сопоставления региоярусов неогена Восточного Паратетиса с общей стратиграфической шкалой. Проведение такого рода работ невозможно без выполненных автором детальных литолого-фациальных исследований, включающих современные лабораторные методы изучения. Ряд глубоководных разрезов миоцена на Таманском полуострове рекомендован отечественным стратиграфическим комитетом в качестве опорных для южных районов Европейской части России. Знание литологии средне-верхнемиоценовых отложений необходимо для интерпретации данных, получаемых при исследовании акваторий Азовского и Черного морей, проводимых с целью поисков залежей углеводородов. В отличие от «классических» краевых прогибов, развивающихся на границе орогенов и платформ, Керченско-Таманский прогиб расположен между Крымской и Кавказской складчатыми областями. Выявление особенностей осадконакопления в Керченско-Таманском прогибе расширит представления об эволюции периклинальных структур. Несмотря на длительную историю изучения Керченско-Таманского региона, детальные комплексные литологические исследования, охватывающие большую часть региоярусов миоцена, ранее здесь не проводились. Восстановление седиментогенеза среднего и позднего миоцена рассматриваемого региона является актуальным для проведения дальнейших междисциплинарных прецизионных исследований и решения региональных, межрегиональных, практических и теоретических геологических задач.

Детализация существующих палеогеографических карт Паратетиса на основе изучения конкретных регионов, особенно стратотипических, необходима для дальнейшего познания развития осадочных бассейнов Альпийской складчатой области.

Цель и задачи исследования

Целью работы являлось выявление закономерностей седиментогенеза средне-верхнемиоценовых молассовых отложений стратотипического Керченско-Таманского региона, отражающих эволюцию бассейнов неогена Крымско-Кавказского сегмента Альпийской складчатой области. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Выявление генетических особенностей строения средне-верхнемиоценовых разнофациальных отложений на основе детального послойного литологического изучения толщ и учета новых данных биостратиграфических исследований;

2. Определение вещественного и компонентного состава рассматриваемых отложений с помощью современных методов изучения осадочных образований;

3. Установление фациального строения изучаемых толщ и изменчивости условий их седиментации с построением ряда детальных фациальных профилей;

4. Восстановление обстановок осадконакопления и проведение палеогеографических реконструкций, отражающих этапы развития Восточного Паратетиса в течение среднего и позднего миоцена;

5. Рассмотрение перспектив дальнейших поисков залежей углеводородов в средне-верхнемиоценовых комплексах Керченско-Таманского региона на основе выполненных палеогеографических построений.

Методы исследования. Методика исследований основывалась на проведении комплексных литолого-стратиграфических работ. Цитологическое изучение отложений осуществлялось автором совместно с выполнением научными сотрудниками ПИН РАН и ГИН РАН палеонтологических, радиометрических и палеомагнитных исследований неогеновых толщ Тамани. Восстановление особенностей древнего седиментогенеза базировалось на применении как стандартных общепринятых приемов, в частности, минерально-структурного, текстурного, циклического, фациального анализов, так и на осуществлении междисциплинарных исследований. Седиментологические реконструкции проводились на основе синтеза литологических данных, а также с учетом палеонтологических, микрозондовых и изотопных определений, полученных при целенаправленном опробовании различных фациальных типов отложений и реперных горизонтов. Для определения особенностей строения отложений и выработки критериев литостратиграфического расчленения толщ были составлены детальные описания разрезов, основанные на послойном изучении пород в шлифах и анализе отложений с помощью различных видов лабораторных исследований.

Фактический материал. В основу работы положен фактический материал, включающий послойные описания разрезов миоцена, собранный автором при проведении полевых исследований с 1996 г. по 2011 г. на Керченском и Таманском полуостровах, а также в ходе выполнения корреляционных работ в Западном Предкавказье (Адыгея: р. Пшеха и р. Белая), Приднестровье и Молдавии. Для определения минерального и компонентного состава отложений было проанализировано более 250 дифрактограмм образцов и около 900 шлифов. Глинистые породы изучались в ориентированных, прокаленных и насыщенных этиленгликолем препаратах, а также в порошке. Выполнено около 150 химических анализов. С помощью микрозонда изучено 15 образцов витрокластических пеплов из Керченско-Таманской области, Карпат и Армении, 8 проб из которых исследованы также вторично-ионной масс-спектрометрией. Более 20 образцов раковин моллюсков и карбонатных пород изучены методами изотопии. Использованы определения кремневой флоры из 52 проб, отобранных лично автором из диатомосодержащих отложений разных фациальных обстановок. Около 30 образцов пород изучены с помощью электронной микроскопии. В работе использовался фондовый материал с описанием результатов бурения скважин.

Научная новизна. Для отложений среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманской области Восточного Паратетиса впервые:

1. Установлены литостратиграфические критерии корреляции отложений на основе событийности осадконакопленияуточнены стратиграфическое положение переходных слоев между сарматом и мэотисом, мэотисом и понтом, а также нижняя граница портаферских слоев;

2. Определены ассоциации глинистых минералов и причины их изменчивости во времени и на площади;

3. Установлена двухстадийность этапов биогермообразования и определены факторы, контролирующие образования карбонатных органогенных построек на разных возрастных интервалах;

4. Выявлено развитие карбонатонакопления как в условиях теплого климата, так и при похолодании, сопровождающемся уменьшением увлажненности;

5. Установлено проявление микробиального осадконакопления в относительно глубоководных условиях и проведена типизация карбонатных отложений;

6. Выявлены особенности фациальной изменчивости диатомового осадконакопления;

7. На основе прецизионных исследований определена эволюция составов пирокластического материала, слагающего прослои вулканических пеплов;

8. Установлены особенности литологического строения, фациального состава и условий осадконакопления относительно глубоководных отложений;

9. Прослежено развитие осадкообразования в конце миоцена в области сочленения Крымской и Кавказской складчатых областей.

Практическое значение работы связано с решением важнейших задач поисков и прогнозирования размещения залежей углеводородов в пределах Керченско-Таманского периклинального прогиба и сопредельных с ним акваторий Азовского и Черного морей. Построение качественных седиментологических и фациальных моделей, палеогеографических карт способствует оптимизации геолого-разведочных работ в Крымско-Кавказском регионе, так как в относительно глубоководных отложениях среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманской области наиболее полно запечатлена история геологического развития осадочных бассейнов Восточного Паратетиса в середине неогена. Составленные на основе детального литологического изучения послойные описания разрезов уже используются в решении стратиграфических задач, связанных как с уточнением границ отдельных региоярусов, так и с проведением широких межрегиональных сопоставлений.

Апробация работы и публикации. Автором опубликовано 108 научных работ, из которых 47 по теме диссертации (27 статей и 20 тезисов докладов). Результаты исследований докладывались на международных, отечественных, региональных совещаниях и конференциях, в том числе: на Всероссийских литологических совещаниях (Москва, 2006; Казань, 2011), Ломоносовских чтениях (2004, 2009, 2012), по теме «Проблемы геологии и освоения недр юга России» (Ростов-на Дону, 2006), школе по Морской геологии (Москва, 2007), по программе Президиума РАН «Происхождение биосферы и эволюция гео-биологических систем» (Москва, 2010), а также использовались при составлении научных отчетов по грантам РФФИ (№ 07−05−795- № 11−05−584-а), проектам Министерства образования России «Интеграция» по теме «Седиментои литогенез осадочных бассейнов краевых прогибов» (№ ЭО-198/671) и ОАО «НК «Роснефть». Положения, изложенные в диссертации, обсуждались на заседаниях Неогеновой Комиссии МСК в г. Москве (2006, 2009, 2011), а также на сессиях Палеонтологического общества HAH Украины (2007, 2011).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, двенадцати глав и заключения, изложенных на 330 страницах текста, включая 75 рисунков и 17 таблиц. Имеются приложение и список используемой литературы, содержащий 260 публикаций. Благодарности: Работа выполнена на кафедре литологии и морской геологии МГУ им. М. В. Ломоносова, всем сотрудникам которой автор выражает особую признательность. Автор с благодарностью вспоминает И.С. Чумакова|, участие и напутствие которого в самом начале исследований определило весь ход проводимых работ, а также A.A.

Абашина|, помощь которого в осуществлении полевых изысканий на Керченском полуострове является неоценимой. Автор бесконечно благодарен за поддержку, помощь и научные советы М. Н. Щербаковой, И. А. Гончаровой, C.B. Попову, В. Л. Косорукову, Л. А. Головиной, Д.И. Головину^, Е. В. Белуженко, Т. Ф. Козыренко, О. В. Парфеновой, A.A. Носовой, В. М. Трубихину, Н. Ю. Филипповой, В. Н. Кулешову, А. П. Ольштынской, Э. П. Радионовой, Е. М. Тесаковой, И. С. Барскову, Т. Н. Пинчук, В. М. Сорокину, Ю. В. Саядяну, Е. В. Жегалло, В. Х. Рошке, E.H. Кравченко, В.Г. Шлыкову)" и многим другим замечательным исследователям и прекрасным людям. Особенно ценными были научные консультации И. И. Плюсниной, В. Т. Фролова и О. В. Япаскурта, с которыми обсуждались результаты исследования. Автор благодарен своей семье за поддержку и терпение. Основные защищаемые положения:

1. Выявлены сущность и развитие осадкообразования молассовых отложений Керченско-Таманского региона в среднем и позднем миоцене.

2. Литолого-фациальные карты, впервые построенные поэтапно для каждого века среднего и позднего миоцена стратотипического Керченско-Таманского региона, реконструируют обстановки осадконакопления, отражающие историю развития Восточного Паратетиса в неогене.

3. В строении отложений Восточного Паратетиса установлено положение глобального событийного уровня межрегиональных корреляций в Альпийской складчатой области, связанного с наступлением максимума Мессинского соленосного кризиса в Средиземноморье.

4. Выполненные детальные палеогеографические реконструкции способствуют прогнозной оценке и выработке стратегических направлений поисков углеводородного сырья в карбонатно-глинистых комплексах среднего и позднего миоцена северо-западной окраины Восточно-Черноморского региона.

ВЫВОДЫ.

Обобщая результаты седиментологических и палеогеографических построений можно сделать следующие основные выводы:

1. Эволюция седиментогенеза Керченско-Таманского сектора Восточного Паратетиса в эпохи среднего и позднего миоцена проявилась в определенных сочетаниях терригенной, карбонатной, кремневой (диатомовой) и вулканокластической компоненты осадковс переменным развитием каждой из них вследствие сложного и изменчивого сочетания конкретных факторов: климатического, эвстатического, ландшафтно-палеотектонического и отдаленно-вулканического.

2. В пределах Керченско-Таманской области Восточного Паратетиса в среднем и позднем миоцене осадконакопление было направление на заполнение осадками.

Таманского прогиба. До середины сармата в осевой части Таманского прогиба существовала относительно глубоководная впадина, в которой накапливались преимущественно глинистые отложения. В середине сармата (верхи среднего сармата) в результате общего обмеления бассейна, вызванного действией орогенеза, на большей части Таманского полуострова установились обстановки неглубокой впадины, которые в начале позднего понта сменились относительно мелководными условиями подводной шельфовой равнины. На Керченском полуострове осадконакопление протекало сначала в пределах относительно глубоководной впадины шельфа (тархан), затем в обстановках обширной отмельной области и подводной равнины. Здесь развитие обстановок подводной шельфовой равнины выявлено в конке, начале сармата и мэотиса, а также позднем понте. В конце сармата ось Таманского прогиба мигрировла с запада на восток, в что выразилось в мощности накапливающихся осадков. В позднем мэотисе произошло очередное смещение оси в восточном направлении.

3. В Анапско-Адагумском районе в среднем и позднем миоцене существовали прибрежно-мелководные условия с формированием отложений преимущественно волнового генезиса.

4. Основными поставщиками терригенного материала, сносимого в рассматриваемую часть Восточного Паратетиса, являлись южные районы Восточно-Европейской платформы. Участки Кавказской и Крымской островной суши имели подчиненное значение, что выразилось в широком развитии в среднем и позднем миоцене в Анапско-Адагумском районе и Керченском полуострове известковых раковинно-детритовых и оолитовых осадков. Наибольшая проградация речных выносов вглубь бассейна, сложенных стоком Палео-Дона, установлена в начале позднего мэотиса, когда существовашие ранее полуморские условия сменились солоноватоводными. В это время сформировались песчаные коллектора Ахтанизовского нефтяного месторождения. Заметное влияние речного стока также отмечается в конце сармата и в середине раннего понта, когда в основном осаждалась тонкая терригенная взвесь речных выносов, поступающая в удаленные участки бассейна.

5. С тархана и до второй половины среднего сармата преобладали терригенная и карбонатная седиментация. С конца среднего сармата по конец раннего понта интенсивно проявилось диатомовое осадконакоплеиие, обусловленное усилинением глобального похолодания климата.

6. Возникновение биогермообразования в чокраке было связано с действием тектонических процессов, активизация которых, в конце тархана сначала вызвала общее обмеление бассейна, а затем формирование новых областей мелководья. В сармате рост органогенных построек наряду с действием тектогенеза контролировался наступлением ксерофильных условий. В начале мэотиса биогермообразование было обусловлено наступлением морской трансгрессии, вызвашей поднятие уровня вод в бассейне и установление на мелководье более спокойных гидродинамических режимов седиментации. Микробиальное осадконакоплеиие проявлялось в стрессовых условиях при аномальной (неустойчивой) солености и обычно аридизации климата.

7. В среднем и позднем миоцене выделяются четыре уровня значительного обмеления рассматриваемого бассейна, связанных с тектогенезом Альпийской складчатой области: в конце тархана, сармата, раннего мэотиса и раннего понта. Последний уровень, завершился частичным осушением и перестройкой структурного плана водоема и был связан с наступлением максимума (5,61 млн. лет) Мессинского кризиса в Средиземноморье. Фазы усиления орогенеза сопровождались накоплением прослоев вулканических пеплов, судя по вещественному составу и набору микроэлементов, отвечающих сначала риолитовому, а затем дацитовому и риодацитовому типу магм. Усиление действия орогенеза сопровождалось аридизацией климата.

8. Наибольшее разнообразие обстановок седиментации отмечается в среднем сармате и мэотисе, когда в рассматриваемом бассейне существовали пестрые фациальные условия как в пределах мелководья, так и на дне неглубокой впадины (особенно в мэотисе). Значительная расчленность дна бассейна возникла в конце сармата и в начале мэотиса, когда интенсивно проявился рост антиклинальных складок.

9. Глинистые осадки преобладали в относительно глубоководных обстановках, при наступлении трансгрессии и повышении влажности климата. При аридизации, вызванной как похолоданием, так и потеплением, возникали благоприятные условия для карбонатонакопления. При этом более отчетливо проявлялось циклическое строение отложений, отражающих периодичность Миланковича. Общее похолодание климата благоприятно сказывалось на развитии диатомового осадконакопления.

ГЛАВА 12. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКОВ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДНОВ В СРЕДНЕ-ВЕРХНЕМИОЦЕНОВЫХ КОМПЛЕКСАХ КЕРЧЕНСКО-ТАМАНСКОГО РЕГИОНА.

Керченско-Таманская область является одним из нефтегазодобывающих регионов Причерноморья. На Таманском полуострове в долине реки Кудако в 1865 г. А. Н. Новосильцевым был получен первый фонтан нефти на Кавказе и в России. Разрабатываемые в этом районе месторождения углеводородов приурочены преимущественно к среднемиоценовой части антиклинальных поднятий.

Перспективность поисков залежей углеводородов в Керченско-Таманской области определяется развитием в рассматриваемом регионе нефтематеринских толщ (кумской свиты и майкопской серии), мощных глинистых толщ-покрышек (майкоп-тархан, конка-низы среднего сармата), пород-коллекторов (в основном карбонатного состава), многочисленных антиклинальных структур, а также интенсивным действием тектонических процессов, отчасти отражающихся в проявлении грязевого вулканизма с поверхностными выходами нефти. Предполагается заметное влияние на формирование различных видов ловушек углеводородов резкой изменчивости условий седиментации, установленной, в том числе, в среднем и позднем миоцене.

В толщах среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманской области в качестве пород-коллекторов могут служить биогермные образования чокрака, сармата и нижнего мэотиса, пласты карбонатных пород чокрак-карагана, верхов среднего и низов верхнего сармата («червячковая свита»), прослои песчаников верхнего мэотиса.

В осевой части Керченско-Таманского прогиба на протяжении среднего и позднего миоцена накапливались преимущественно глинистые осадки. Песчаные выносы рек не достигали рассматриваемую часть бассейна. Только в позднем мэотисе в восточной части Таманского полуострова отмечается накопление песчаных пластов подводных дельтовых отложений, связанных с выдвижением (проградационным развитием) крупной речной системы, поставляющей обломочный материал с Восточно-Европейской платформы (Егрень-река). Песчаные пласты являются продуктивными. В них установлены нефтяные залежи, разрабатываемые на месторождениях Ахтанизовская, Курчанская и др. Наиболее перспективные площади, содержащие песчаные коллектора мэотического возраста, расположены к северо-востоку от Таманского полуострова.

В карагане, в конце среднего и в начале позднего сармата в осевой части Керченско-Таманского прогиба формировались толщи, представленные ритмичным чередованием глинистых и карбонатных пород. Карбонатные породы, сложенные в основном микритом, из-за наличия в них сгустковых структур и обилия копролитов (отложения сармата) характеризуются первичной пористостью. Проницаемость коллекторов также связана с развитием вторичной трещиноватости и кавернозности. Среди этих пород выделяются порово-трещинный, порово-кавернозно-трещинный и кавернозно-трещинный типы коллекторов. Открытая пористость в породах-коллекторах карагана в среднем составляет 18%, сармата — может достигать до 42% (Енгибарян, 2007). Подобные отложения широко распространены в юго-восточной части Керченского полуострова и на большей части Тамани. В восточных районах Тамани в толщах отмечается появление прослоев песчаного материала. Коллектора этого типа характеризуются существенной неоднородностью емкостно-фильтрационных свойств, а также изменчивостью толщин и количества проницаемых пропластков. Карбонатный состав и трещинно-кавернозная структура емкостного пространства рассматриваемых пород затрудняют выделение перспективных интервалов в разрезе миоцена по данным ТИС. В краевых частях Керченско-Таманского прогиба накапливались раковинно-детритовые и оолитовые известняки, на отдельных этапах развития бассейна, сменяющиеся осаждением глин.

В чокраке, сармате и в начале мэотиса в Керченско-Таманской области интенсивно проявилось биогермообразование. Формирование водорослево-мшанковых построек в чокраке и сармате происходило в мелководных условиях, в краевых частях Керченско-Таманского прогиба. На продолжении этих зон в акваториях Азовского и Черного морей в толщах миоцена могут располагаться погребенные тела биогермов, возможные ловушки углеводородов. В начале мэотиса водорослево-мшанковые постройки образовывались как в пределах Керченского, так и Таманского полуостровов. Из-за слабой погруженности этих образований развитие в них залежей горючих ископаемых с промышленными запасами представляется маловероятным.

Большая часть месторождений нефти и газа на Керченском и Таманском полуостровах связано с чокрак-караганскими отложениями.

Перспективы поисков залежей углеводородов в Керченско-Таманской области связаны с развитием в осадочных комплексах этого региона нефтематеринских отложений: майкопской серии и кумской свиты.

Учитывая высокую интенсивность тектонических процессов, отмечаемую в Керченско-Таманской области, выражающуюся, прежде всего, в проявлении грязевого вулканизма, а также новые данные о миграции У В-транспортирующих флюидов и дегазации осадочных толщ, можно предположить образование в отложениях среднего и верхнего миоцена нестандартных месторождений нефти и газа, обусловленных действием глубинных факторов и приуроченных к зонам крупных разломов и разрывных нарушений.

Свидетельством проявлений такого рода процессов может служить выходы на поверхность нефти, установленные в пределах Таманского полуострова, в частности в ядре антиклинали Зеленского. Согласно данным М. Н. Щербаковой (2007), отобранная в.

•з ядре г. Зеленского нефть относится к классу легких с плотностью 0,80−0,84 г/см .

С точки зрения нефтегазоносности отложений большой интерес представлют интервалы разрезов среднего и позднего миоцена отвечающие периодам значительного обмеления бассейна, сопровождающимся резким падением уровня вод. Значительное обмеление бассейна с признаками размыва установлено в конце тархана, сармата, раннего мэотиса и раннего понта. В работе украинских геологов (Гожик и др., 2010) в отложениях среднего и верхнего миоцена Керченского шельфа Черного моря также, как и в данном исследовании, выделяются четыре основных уровня размыва, три из которых установлены на несколько иных стратиграфических интервалах: в конце Майкопа, конки и на границе понта и киммерия (рис. 73). Однако, следует отметить, что в ходе проведенного исследования в пределах Керченско-Таманского региона прослежена постепенная граница между отложениями Майкопа и нижнего тархана (кувинскими или камышлакскими слоями), литологически слабо различимых. Резкая смена обстановок седиментации со структурной перестройкой бассейна установлена на рубеже тархана и чокрака, по-видимому с этим отчасти и связана дискуссия, спровоцированная И. М. Баргом (2003), об отсутствии или наличии отложений нижнего чокрака на Керченском полуострове. Размыв на границе отложений сармата и мэотиса в Керченско-Таманском регионе в большей степени проявлен в мелководных отложениях (на Керченском полуострове (м. Коп-Такыл и др.)). В разрезе м. Железный Рог в относительно глубоководной обстановке верхнесарматские глины без видимых признаков существенного размыва сменяются глинами нижнего мэотиса. С другой стороны во всех изученных толщах установлено залегание верхнемэотических отложений с конседиментационным размывом на нижележащих толщах нижнего мэотиса, что украинскими геологами в рассматриваемой работе (Гожик и др., 2010) никак не отмечено, также как и залегание портаферских слоев с размывом на подстилающих отложениях, ярким примером которого является стратиграфическое несогласие выявленного в разрезе м. Тузла. Отложения киммерия залегают на толщах понта с размывом или с развитием конденсированных осадков, представленных бронирующим горизонтом сидеритизированных глин, но масштаб размыва отложений на границе миоцена и плиоцена гораздо менее значительный по сравнению с внутрипонтическим, что также отмечается в строении мио-плиоценовых толщ Средиземноморья. Такого рода разночтения в представлениях обусловлены во многом отсутствием общепринятой стратиграфической схемы неогена Восточного, А плиоцен.

ЕЕЕИЕЕ32.

Рис. 73. Сопоставление основных уровней размыва в отложениях среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманского региона.

Уровни размыва: А — по результатам данного исследования (корреляция с общей стратиграфической шкалой, но Невесской и др., 2004), Б — по Гожнк и др., 2010;

I — с наиболее резкой сменой обстановок осадконакопления, 2- с менее резкой сменой обстановок осадконакопления, проявившиеся: на мелководье (кровля сармата) и на мелководье и в осевой части бассейна (граница между нижним и верхним мэотисом).

Бюл1тостратиграф1чна характеристика.

1ЮТТСЯИХ. ЩЦЦНМП карбоиатнид оштомоаих. салропапмих э мапюсмвмм ОгммлМс/ кЛтщ/Л 10 слутрт мкмармм 0 а ян мшырамшш.

Слцчои ЮТМфМ 10П00кЫф пня бхАупари «мия • «01 ЕлЧи пуа*у| бурумго-тмноорих «л""оито"нх. «пмропж». шип V.

1ТН1 э гтшкиии глин дятомойих тоиКА нмоовелв тлепдм.

Паратетиса, согласованной как на Украине, так и в России, а также недостотаточным учетом литологических данных. Определение уровней размыва и их ранжирование является важным вопросом. Отложения среднего и верхнего миоцена широко распространены среди осадочных комплексов Черноморского региона (рис. 74). В смежных с Керченско-Таманской областью районах (с осевой частью Керченско-Таманского прогиба), таких как северная окраина Азовского моря, на участках шельфа Черного моря примыкающих к поднятиям Кавказских и Крымских гор, в периоды значительного обмеления Восточного Паратетиса, сопровождающиеся глубокими размывами дна бассейна, могли формироваться тела песчаных линз проградируемых поводных речных каналов или стоков (рис. 75).

2006 г, А В Хортов, Ю. П Непрочное.

1 — рифогенные известняки- 2 — терригенно-карбоматные отложения- 3 -отложения рифового шлейфа- 4 — терригенные отложения- 5 -терригенные глубоководные отложения- 6-вулканогенно-осадочные отложения- 7-«базальтовый» комплекс- 8- «гранитный» комплекс: 9 — складчатый комплекс КЭ Северо-Западного Кавказа- 10 — разломы- 11 ¦ сейсмические горизонты- 12- Уг ^.

— граничные скорости сейсмических волн, км/с.

Окм 49 I КО км.

Рис. 74. Глубинное строение Керченско-Таманского шельфа Черного моря (по Хортов, Непрочное, 2006).

По сравнению с разрезом ур. Скеля, в районе м. Коп-Такыл глины низов тархана отличаются чуть большим содержанием обломочной примеси, что свидетельствует о поступлении терригенного материала в это время с Крымской суши и возможном формировании песчаных пород-коллекторов в пределах керченского шельфа Черного моря (включая майкоп). Начиная с середины тархана более резкое опесчанивание отмечается в разрезах тархана расположенных со стороны Азовского моря.

Необходимо отметить, что ранее считалось, что основным фактором, определяющим тектоническое строение верхнего структурного этажа Керченско-Таманской области, является глиняный диапиризм. Все локальные структуры относились к диапировым, с ловушками углеводородов имеющих в плане кольцевой и полукольцевой вид. Представления о складчато-надвиговой природе антиклинальных зон, развитых в Керченско-Таманской области и в смежных районах, высказанные Д. Ф. Исмагиловым и др. (2002), существенно меняет общепринятые представления и открывает новые возможности для определения залежей углеводородов.

Рис. 75. Фрагмент сейсмического профиля северной части вала Шатского Черного моря с эрозионными каналами, которые интерпретируются как речные системы или подводные каналы. Каналы расположены в отложениях среднего и верхнего миоцена (по Афанасенков и др., 2007). 1- низы эоценастрелками показаны примерные толщины осадков заполнения каналов.

Построенные на основе детальных литологических исследований литолого-фациальные карты для срезов каждого века среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманского области могут быть использованы в качестве прогнозной основы для выработки стратегических направлений поисков углеводородного сырья на северозападной окраине Восточно-Черноморского региона.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Обобщая полученные результаты проведенного комплексного литолого-фациального исследования отложений среднего и верхнего миоцена Керченско-Таманской области, направленного на воссоздание особенностей древнего седиментогенеза, можно сделать следующие основные выводы.

Решение многих вопросов, касающихся строения Восточного Паратетиса, стратиграфического расчленения и межрегиональных сопоставлений неогеновых толщ связано с детальным изучением стратотипического Керченско-Таманского региона, средне-верхнемиоценовые отложения которого всесторонне литологически исследованы в рамках этой работы.

Литостратиграфическая корреляция толщ, связанная с установлением событийности седиментации, последовательности смены условий осадконакопления существенно дополняет результаты палеонтологических, палеомагнитных и радиологических исследований и в ряде случаев является единственно возможной и корректирующей другие данные.

В относительно глубоководных разрезах неогена Тамани, часть из которых является опорными, несмотря на монотонность строения глин прослеживается изменчивость обстановок осадконакопления и более полно в отличие от мелководных отложений отражается эволюция развития Восточного Паратетиса.

Полученные в ходе исследования новые данные позволили уточнить стратиграфическое положение митридатских слоев и подтвердить их возраст как раннемэотический, а также дополнить представления о мощности и строении портаферских слоев.

Седиментогенез в среднем и позднем миоцене в Керченско-Таманской области Восточного Паратетиса определялся действием терригенного, карбонатного, диатомового и вулканокластического осадконакопления.

Терригенное осадконакопление выражалось в основном в формировании мощных глинистых толщ в осевой части Таманского прогиба. В составе глин отразилось влияние в большей степени седиментационных факторов. Отложения накапливались при существовании одних и тех же питающих провинций, разнообразие состава пород которых во многом обусловило полиминеральность глинистого вещества. По преобладающему содержанию породообразующих минералов выделяются глины преимущественно каолинит-хлорит-гидрослюдистые, смектит-гидрослюдистые, гидрослюдистые и гидрослюдисто-смектитовые. Смектит-гидрослюдистые и гидрослюдистые свойственны большей части рассматриваемых отложений. В исследуемых толщах повсеместное появление высоких содержаний гидрослюды (до 73%) связано преимущественно с регрессивными этапами развития бассейна, сопровождающимися поступлением большого количества терригенного материала со стоком рек и общим обмелением водоема. Повышенные количества смектитовой составляющей в основном характерны для отложений, накапливающихся в периоды действия трансгрессий. Влияние климата отразилось на высоких суммарных содержаниях каолинита и хлорита в тархане. В мэотисе и понте состав глин определялся изменчивостью фациальных условий свойственной для мелководных и относительно мелководных обстановок седиментации.

Карбонатонакопление выражалось в поэтапном образовании органогенных построек и формировании западинных, отмельных и прибрежно-мелководных известковых осадков. Среди известняков и их вторично доломитизированных разностей выделяются биогермные, цельнораковинные, детритовые, онколитовые, копрогенные, оолитовые и обломочные типы пород. В Керченско-Таманской области, как и в пределах Восточного Паратетиса, установлено три этапа роста органогенных построек: чокрак-караганский, ранне-среднесарматский и мэотический. Биогермообразования было двухстадийным. В начале каждого этапа отмечается развитие водорослево-мшанковых биогермов, в конце — образование различных видов водорослево-микробиальных построек. Начало и завершение этих этапов, связанных с усилением орогенеза или действием трансгрессии, приходилось соотвественно на моменты восстановления связи Восточного Паратетиса с соседними морскими бассейнами и его последующую изоляцию. Карбонатонакопление контролировалось действием тектонических процессов, усилением орогенеза и возникновением новых областей мелководья, а также климатическим и эвстатическим факторами, развитием трансгрессий.

Диатомовое осадконакоплеиие в среднем и позднем миоцене проявилось в Керченско-Таманской области Восточного Паратетиса начиная со среднего сармата и было связано с наступившим после среднемиоценового климатического оптимума глобальным похолоданием. Кремневая флора отличалась неоднородным составом и неравномерным распределением комплексов диатомей, отражающих изменчивость существовавших в прошлом фациальных обстановок. В цикличности диатомосодержащих отложений отразилось влияние кратковременных притоков морских вод. Диатомовое осадконакоплеиие в позднем миоцене было прервано в результате катастрофического падения уровня вод в бассейне, частичным его осушением, происходящими в середине понта на фоне развития Мессинского кризиса в Средиземноморье.

По характеру распространения пирокластических пород в миоценовых толщах Керченско-Таманского региона выделяется два этапа проявлений вулканической деятельности: сарматский и позднемэотический. Вулканические извержения происходили на протяжении около 3,8 млн. лет (с 12,2 по 8,4 млн. лет). Сарматские пеплы отличаются риолитовым составом, верхнемэотические соответствуют дацитам и риодацитам. От древних фаз вулканизма к более молодым отмечаются уменьшение кремнекислотности и рост щелочности пород. Исследуемые пирокластические отложения принадлежат к единой магматической формации.

Изучаемые толщи среднего и верхнего миоцена являются частью крупного регрессивного молассового литоцикла, охватывающего отложения от олигоцена до плиоцена.

Рассматриваемые отложения, накапливающиеся на протяжении 11−12 млн. лет, отвечают образованиям нижней молассы. Образование этих толщ носило циклический характер и определялось сочетанием целого ряда факторов: тектонического, климатического, ландшафтно-палеогеографического, гидрологического, эвстатического и ДР.

В результате литолого-фациальных исследований выделено 53 фаций шельфового тлового бассейна. Выделяются фации относительно глубоководной и неглубокой впадины, подводной шельфовой равнины, обширной отмельной области и прибрежнего мелководья. Установлено, что до середины сармата в осевой части Таманского прогиба существовала относительно глубоководная впадина, в которой накапливались преимущественно глинистые отложения. В середине сармата (верхи среднего сармата) в результате общего обмеления бассейна, вызванного действией орогенеза, на большей части Таманского полуострова установились обстановки неглубокой впадины, которые в начале позднего понта сменились относительно мелководными условиями подводной шельфовой равнины. На Керченском полуострове осадконакопление протекало сначала в пределах относительно глубоководной впадины шельфа (тархан), затем в обстановках обширной отмельной области и подводной равнины. В Анапско-Адагумском районе в среднем и позднем миоцене существовали прибрежно-мелководные условия с формированием отложений преимущественно волнового генезиса.

Основными поставщиками терригенного материала, сносимого в рассматриваемую часть Восточного Паратетиса, являлись южные районы Восточно-Европейской платформы. Участки Кавказской и Крымской островной суши имели подчиненное значение. Наибольшая проградация речных выносов вглубь бассейна, сложенных стоком Палео-Дона, установлена в начале позднего мэотиса, когда существовашие ранее полуморские условия сменились солоноватоводными. Заметное влияние речного стока проявилось в конце сармата и в середине раннего понта. В среднем и позднем миоцене выделяются четыре уровня значительного обмеления рассматриваемого бассейна, связанных с тектогенезом Альпийской складчатой области: в конце тархана, сармата, раннего мэотиса и раннего понта. Обмеление в конце раннего понта завершилось частичным осушением и перестройкой структурного плана водоема и было синхронным наступлению максимума (5,6 млн. лет) Мессинского соленосного кризиса в Средиземноморье. В середине понта произошло разделение Каспийского и Эвксинского бассейнов.

Керченско-Таманская область является одним из нефтегазодобывающих регионов Причерноморья. На Таманском полуострове в долине реки Кудако в 1865 г. А. Н. Новосильцевым был получен первый фонтан нефти на Кавказе и в России.

Перспективность поисков залежей углеводородов в Керченско-Таманской области определяется развитием в рассматриваемом регионе нефтематеринских толщ (кумской свиты и майкопской серии), мощных глинистых толщ-покрышек (майкоп-тархан, конка-низы среднего сармата), пород-коллекторов (в основном карбонатного состава), многочисленных антиклинальных структур, а также интенсивным действием тектонических процессов, отчасти отражающихся в проявлении грязевого вулканизма с поверхностными выходами нефти. Предполагается заметное влияние на формирование различных видов ловушек углеводородов резкой изменчивости условий седиментации, установленной, в том числе, в среднем и позднем миоцене и выражающейся в падении уровня вод в бассейне и формировании глубоких русловых врезов, заиливании водоема в результате наступления морских трансгрессий или «подтопления» за счет стока рек и др.