1.2. Геологические границы
Основными геологическими границами в осадочных комплексах являются поверхности напластований, несогласия и дизъюнктивные (разрывные) границы.
Для осадочных пород конституционной чертой является наличие субгоризонтальной слоистости. При нормальной стратиграфической последовательности более молодые осадочные породы залегают выше более древних.
Литологические разновидности осадочных пород отделены друг от друга поверхностями напластований. В направлениях, параллельных поверхностям напластования, или наслоения, изменение физических свойств происходит постепенно. В направлениях, перпендикулярных поверхностям напластования, особенно непосредственно на них, на границах литологических разностей происходит резкий скачок физических свойств, в том числе и акустических жесткостей. Поэтому в осадочных толщах большинство отраженных волн формируется вблизи границ литологических разновидностей, резко отличающихся по своим акустическим жесткостям.
Поверхности напластования могут быть выражены на разных участках по-разному. В одних районах они могут разделять породы с разными свойствами, в других - с близкими. Поэтому отраженные волны по латерали могут изменять свои характеристики (конфигурацию, амплитуду, частоту). Эти особенности осадочных толщ и определяют возможность использования сейсморазведки МОГТ для изучения особенностей их строения. Наличие нормальной стратиграфической последовательности осадочных пород определяет и хронозначимость сейсмических отражений. Этот принцип сейсмостратиграфии гласит, что отражающие границы, лежащие по разрезу выше, являются более молодыми, чем залегающие под ними.
Как показывает опыт сейсмостратиграфических исследований, подавляющее большинство сейсмических отражающих горизонтов приурочено к поверхностям напластований, которые практически изохронны (квазиизохронны) на всей площади своего развития.
Кроме поверхностей напластования в осадочных толщах встречаются и поверхности несогласий. Это эрозионные поверхности и поверхности, на которых осадки не накапливались в течение длительного времени. Они разделяют более молодые породы от древних. При длительных перерывах в седиментации, под влиянием тектонических процессов, формируются угловые несогласия, когда более молодые и более древние комплексы залегают под углом друг к другу. По простиранию угловые несогласия могут переходить в участки параллельных несогласий и согласного залегания.
Несогласие - геометрическое или возрастное несоответствие залегания смежных по разрезу слоев горных пород, обусловленное тектоническими и (или) седиментационными процессами.
Существует большое количество определений и классификаций несогласий (А.А.Богданов, 1949 г., Н.Б.Вассоевич, 1951 г., В.Крумбейн и Л.Слосс, 1951 г., К.Данбар и Дж.Роджерс, 1962 г., Л.Б.Безруков, 1976 г., И.А.Вылцан, 1980 г., 1989 г. и др.). Их анализ свидетельствует, что следует выделять собственно несогласия (формы взаимоотношения слоев) и перерывы в осадконакоплении (временные отрезки формирования несогласий).
По морфологии, согласно К.Данбару и Дж.Роджерсу (1962 г.), несогласия подразделяются (рис.1) на несогласное перекрытие, угловое несогласие, параллельное несогласие, скрытое несогласие.
В первом случае слоистые породы перекрывают неслоистые, магматические породы; во втором - фиксируется угловое несогласие, при котором неслоистые породы выше и ниже несогласия имеют разные элементы залегания; в третьем - все слои параллельны, но контакты между двумя толщами представляют собой неровную, эрозионную поверхность. В четвертом случае контакт является простой поверхностью напластования и наличие несогласия должно быть доказано палеонтологическими (биостратиграфическими) данными. Скрытые либо просто неявные несогласия также называют стратиграфическими несогласиями.
Несогласия и перерывы подразделяются по масштабам и длительности формирования. Могут быть выделены глобальные, региональные, субрегиональные, зональные и локальные перерывы и соответствующие им несогласия. По возрасту контактирующих пород на поверхности несогласия длительность перерыва в седиментации может быть определена в соответствии с относительной и абсолютной геохронологическими шкалами. Например, в основании Западно-Сибирской плиты залегают дислоциро
ванные известняки раннего карбона, которые с угловым несогласием перекрыты глинами ранней юры. Длительность перерыва в этом случае составляет около 150 млн. лет.
По генезису или условиям формирования, несогласия могут быть разделены на тектогенные, климатогенные, седиментогенные, т.е. обусловленные изменениями тектонического, климатического и седиментационного режимов, соответственно, хотя в большинстве случаев все эти факторы взаимосвязаны и рассмотрение любого из них в качестве ведущего определяется только задачами исследований.
Для целей сейсмостратиграфии особое значение имеют седиментогенные или практически полностью соотносимые с ними стратиграфические несогласия. Среди них выделяются первичные и вторичные несогласия. Первичные, или конседиментационные несогласия, формируются в процессе образования данной породы, или породно-слоевой ассоциации, а вторичные, или постседиментационные несогласия, образуются под действием факторов, внешних по отношению к породной системе. Главным образом, это тектонические факторы. Вторичные несогласия по отношению к седиментационному бассейну подразделяются на внутренние (связанные с внутренними частями бассейна) и внешние, или периферические несогласия, приуроченные к краевым частям бассейна седиментации. Региональное несогласие между осадочным чехлом и породами основания является по отношению к мезозойско-кайнозойскому осадочно-породному бассейну внешним несогласием.
Среди седиментогенных (как первичных, так и вторичных) несогласий следует выделять трансгрессивные и регрессивные несогласия, обусловленные трансгрессиями (наступление моря на континент) и регрессиями (наступление суши на море). Как в том, так и в другом случаях при изменениях базиса эрозии и уровня седиментации происходит частичный или полный размыв и переотложение ранее сформировавшихся осадков.
Среди первичных седиментогенных несогласий следует рассмотреть так называемые транзиентные и дефициентные несогласия 3, которые связаны с режимом седиментации и стратиграфической полнотой разрезов. Транзиентные несогласия формируются при проносе большей части осадков в конечный водоем стока (морской бассейн). Транзиентные несогласия большей частью связаны с континентальными (аллювиальными) и прибрежно-морскими условиями седиментации. В этих зонах формируются маломощные (по сравнению с морскими отложениями) разрезы, содержащие большое количество скрытых несогласий.
В наиболее глубоководных частях бассейна осадконакопления, удаленных от источников сноса терригенного материала, также формируются маломощные осадочные тела, содержащие скрытые несогласия, или перерывы в осадконакоплении. Эти перерывы связаны с непоступлением или дефицитом осадков, а несогласия называются дефициентными.
Рассматриваемым несогласиям отвечают по времени диастемы - непродолжительные локальные перерывы в седиментации без эрозии или с незначительным размывом. Термин был предложен Дж.Баррелом в 1917 г. В прибрежно-морских осадках диастемы подчеркиваются прослоями так называемого "твердого дна" - конкреционными линзами и горизонтами (чаще карбонатного, фосфатного или кремнистого состава с многочисленными ходами илоедов и др. органическими остатками.
В противоположность той и другой зонам формирования разрезов с несогласиями следует выделять зоны максимального осадконакопления (прибрежно-морские осадки), где разрезы имеют большую мощность, а седиментация протекала практически постоянно. Это перфектные зоны или разрезы. Довольно сложное деление седиментогенных несогласий необходимо для акцентирования внимания на механизме формирования осадочных толщ в полифациальном бассейне седиментации, каким, например, являлся в неокоме Западно-Сибирский бассейн.
Кроме седиментационных поверхностей в осадочных толщах отмечаются и дизъюнктивные границы, приуроченные к поверхностям дизъюнктивных нарушений (разломов, сбросов, взбросов и т.п.). Помимо традиционных дизъюнктивных нарушений (сброс, взброс, раздвиг, сдвиг, надвиг, покров, или шарьяж) следует отметить древовидные разломы, установленные по данным сейсморазведки МОГТ в различных бассейнах мира сравнительно недавно. Для них характерен один глубинный ствол, переходящий вверх по разрезу в целую совокупность расходящихся (или ветвящихся) более мелких разрывов. Выделяют также листрические разломы, у которых угол падения поверхности разлома (сместителя) с глубиной выполаживается практически до 00. Обычно листрические разломы объединяются и образуют в глубоких горизонтах поверхности тектонического срыва, т.е. поверхности горизонтального перемещения отдельных, смежных по вертикали блоков Земной коры. Дизъюнктивные границы также картируются сейсморазведкой МОГТ с довольно высокой точностью, определяемой, в первую очередь, плотностью сетей сейсмических наблюдений.
Кроме рассмотренных границ, в сейсмических разрезах находят отображение и флюидные контакты, или поверхности раздела различных пластовых флюидов (газа и воды – ГВК, воды и нефти – ВНК, газа и нефти – ГНК). Наиболее часто сейсмические отражения формируются на поверхностях ГВК из-за резкого различия акустических жесткостей газо- и водонасыщенных резервуаров.