Тип бассейна:
Подтип бассейна:
Класс бассейна:
Возраст бассейна:
Тип полезных ископаемых:
Геологический возраст начало:
Геологический возраст конец:
Площадь: 24470.04 км²
Алакольский бассейн
Геологическая позиция и общие сведения
Алакольский бассейн (АБ) в пределах территории Казахстана находится на юго-востоке герцинской Жонгаро-Балхашской складчатой системы. Граничные области АБ совпадают региональными разломами, такими как Главный Жонгарский разлом (ГЖР) и Главный Чингизский разлом (ГЧР), как показано на рисунке 1. Необходимо отметить, что АБ является северо- западным продолжением нефтегазоносного Жонгарского бассейна Китая.
Рисунок 1 – I) Обзорная схема, отражающая основные тектонические единицы Центральной Азии. Главные разломы: MKF – Главный Каратауский и TFF– Таласо-Ферганский; ZhNF – Жалаир-Найманский; MJF – Главный Жонгарский; MChF – Главный Чингизский; IRF – Иртышский. Прямоугольником показаны контуры Алаколького бассейна и прилегающих территорий. II) Главные тектонические единицы Казахстанской части Жонгаро-Балхашской и Чингиз-Тарбагатайской складчатых систем.
Цифрами на схеме обозначены следующие складчатые системы: 1 – Кокшетау-Северо-Тянь-Шаньская, 2 – Чингиз-Тарбагатайская; герцинские: 3 – Жонгаро-Балхашская, 4 – Обь-Зайсанская АБ ограничен горными хребтами со всех сторон, которые сложены в основном палеозойскими (от кембрийских до пермских) офиолитовыми, островодужными и аккреционными комплексами пород. Важной структурной характеристикой герцинской Жонгаро-Балхашской складчатой системы являются тектонические блоки, ограниченные разломами. Эти блоки состоят из фрагментов протерозойской континентальной коры и неопротерозойско-палеозойских субдукционно-аккреционных комплексов, которые часто перекрыты мезозойскими осадочными образованиями.
В ходе изучения тектонического развития данной территории выделяются четыре значимых этапа: 1) кембро-ордовикский; 2) девонско- каменноугольный; 3) пермско-раннетриасовый и 4) среднетриасово-меловой.
С пермско-юрским периодом связано погружение территории и образование глубокой, до 4 км, осадочной толщи в Алакольском бассейне, а также в целом Жонгарском нефтегазоносном бассейне Китая.
Перспективность наличия нефти и газа в Алакольском бассейне в зонах погружения фундамента обусловлена несколькими факторами: (1) значительная толщина отложений карбона, перми, триаса, нижней юры, богатых органическим веществом, в которых наблюдается присутствие угольных горизонтов; (2) процесс погружения кровли фундамента характеризуется ступенчатостью и подчиняется влиянию динамики Главного Жонгарского и Главного Чингизского разломов; (3) прогнозируемые формы ловушек разного типа будут служить местами концентрации углеводородов, следствием региональной миграции. Примененная методология структурного анализа, дополненная литолого-стратиграфическими исследованиями, придает данной работе научную новизну и обосновывает возможный прогноз поисков углеводородов.
Геологическое строение, характеристика литолого-стратиграфического разреза и палеогеографические реконструкции
На основе анализа тектонических, геодинамических характеристик, основанных на данных, сейсмики (рисунки 1 и 2) и проведенных литолого- палеогеографических реконструкций (рисунок 3) была обнаружена структурная многообразность земной коры, представленная отдельными развивавшимися тектоническими блоками, разделенными в основном раннемезозойскими разломами (сдвигами).
Рисунок 2 – Геолого-геофизический разрез по профилям «Туркестанский» и «Талдыкорган – Зыряновск (Алтайск)» (фрагмент), отражающий модель глубинного строения региона
Разломы: CKF – Центрально-Казахстанский, MJF – Главный Жонгарский, MChF – Главный Чингизский.
Рисунок 3 – Литолого-палеогеографические реконструкции Восточного Казахстана и прилегающих территорий. Разломы: MJF – Главный Жонгарский; MChF – Главный Чингизский; CKF – Центрально-Казахстанский.
АБ находится на границе двух региональных структур – остаточного Балхашского бассейна и Чингиз-Тарбагатайской кембрийско-ордовикской островодужной системы в соответствии с рисунком 2. В АБ фундамент сложен фрагментами аккреционного комплекса кембро-ордовикского возраста на западе бассейна, северо-востоке – кембрийско- раннеордовикскими базальтами энсиматического типа, переходящими выше по разрезу в энсиалический андезибазальтовый тип. Верхний ордовик-силурийский разрез сложен терригенными и вулканогенными компенсированными образованиями, которые продолжили свое развитие в силуре (рисунки 3, 4). В конце силура происходит коллизия на западной границе Обь-Зайсанского герцинского океана, что приводит к формированию пестро цветных моласс и гранитного пояса в Чингизе. В ранне-позднедевонское (франское) время по периферии Жонгаро-Балхашского и Обь-Зайсанского океанов возникла система островных дуг (Восточно- Жонгарская и Жарма-Саурская) и междуговых бассейнов. В это время в процессе коллизии произошло закрытие бассейна и образование Центрально-Казахстанского ороклина. Жонгаро-Балхашский океанический бассейн был ограничен Центрально-Казахстанским вулканическим поясом. На востоке этого пояса расположен Чингизский сегмент. Здесь выделяются фронтальная и тыловая зоны вулкано-плутонического пояса, которые представлены низко щелочной магматической серией на окраине и высоко щелочной серией в тыловой ее части. Для Жонгаро-Балхашского и Обь- Зайсанского бассейнов во фронтальных частях девонских островодужных систем присутствие мощных аккреционных призм, состоящих из турбидитов, включающих олистостромы и фрагменты аллохтонных разновозрастных пластин офиолитов и энсиалических островных дуг, содержащих высоко щелочные вулканиты и мощные горизонты турбидитов (рисунок 5).
Верхний ордовик - силурийский разрез состоит из терригенных и вулканогенных пород, имеющих толщину до 3,5 км (см. рисунки 2.4, 2.5).
Рисунок 4 – I) Схематическая геологическая карта Алакольского бассейна. II) Геологический разрез по линии A–B. Показана позиция проектной глубокой скважины
В течение среднего и позднего девона в восточной части Центрально-Казахстанского вулканоплутонического пояса в тыловых сегментах происходит формирование межгорных впадин, в которых накапливаются континентальные осадочные отложения, включая озерные, лагунные и речные, с общей толщиной, превышающей 5000 метров. В фаменско-пенсильванское время наблюдается деформация вулканических дуг, что приводит к созданию ороклинных изгибов и сдвиговых повторений их фрагментов. Особое значение приобретают правосторонние сдвиги, происходящие в конце каменноугольного периода и позднее, в конце перми – левосторонние смещения.
Завершение процесса коллизии в позднем карбоне и перми приводит к закрытию океанических бассейнов Жонгарского и Обь-Зайсанского (рисунки 3, 5). В регионе Балхаш-Илийской области происходит излияние большого объема лав, различающихся по составу, толщина которых достигает 6000 метров. Параллельно с образованием горных коллизионных структур на территории Казахстана, в пермский период продолжается формирование глубоководного Жонгарского бассейна, в котором накапливаются флиш и битуминозные сланцы, общая толщина которых составляет до 5000 метров (рисунок 5).
В пермском и триасовом периодах окончательно складывается сдвиговый коллаж Центрально-Азиатского складчатого пояса, что влечет за собой возникновение сдвиговых структур и рифтов в регионах Тарима и Тянь-Шаня.
Рисунок 5 – Литолого-стратиграфический разрез Алакольского бассейна (правая часть колонки Баканасская, левая часть колонки Алакольская зоны) с детализацией литолого-палеогеографических обстановок. Показаны нефтематеринские отложения, коллекторы и покрышки.
В определенных впадинах Казахстана и Китая, таких как Шу-Сарысуйская, Жонгарская, Таримская, наблюдается накопление красноцветных отложений.
В раннем триасе происходит орогенное развитие Южной Жонгарии и Северного Прибалхашья, сопровождающееся значительным наземным вулканизмом. В среднем триасе вулканическая активность снижается, и на палеозойских породах начинает формироваться кора выветривания типа латеритов. Поздний триас характеризуются разнообразными тектоническими движениями в Алакольском бассейне и Илийской впадине.
Анализируя палеотектонические обстановки (рисунки 3, 5), можно заключить, что образование вулканогенно-осадочных и осадочных толщ триасового возраста связано с зонами тектономагматической и тектонической активизации земной коры. Взаимодействие ключевых тектонических единиц вызывает значительные смещения между ними.
Специализированные структурные исследования (рисунки 1, 3, 5, 6) показывают, что многие региональные разломы, такие как Главный Жонгарский, Центрально-Казахстанский, Главный Чингизский и другие, ограничивающие главные тектонические единицы Жонгаро- Балхашской складчатой системы, преимущественно проявляют левосторонние сдвиги. В этих разломах левосторонняя сдвиговая компонента проявляется через ориентацию оперяющих разрывов и горизонтальную линейность (lb – в системе структурно-кинематических координат Б. Зандера, где a – направление растяжения, b – ось складки, c – сжатия, ab – плоскость тектонического потока). Ширина деформированных зон (милонитов, филонитов) в шовной зоне Главного Жонгарского и Центрально-Казахстанского разломов достигает нескольких сотен метров, Главного Чингизского – одного километра и более.
Рисунок 6 – Структурная схема Алакольского бассейна. Региональные разломы: MJF – Главный Жонгарский, MChF – Главный Чингизский
Перспективные и потенциально-перспективные нефтегазоносные комплексы
Структурный каркас Алакольского бассейна формируют следующие элементы: Южно-Алакольский, Северо-Алакольский и Эмельский грабены, Учаральский и Сасыкколь-Алакольский горсты, а также Уржарская моноклиналь (рисунки 6, 7). Южно-Алакольский грабен расположен в юго-западной части бассейна и имеет прямолинейную форму, простирающуюся на северо-запад вдоль Главного Жонгарского разлома.
Северо-Алакольский грабен находится в северо-восточной части бассейна, также обладает линейным характером и ориентирован под углом к Главному Жонгарскому разлому. Между грабенами располагается Сасыкколь- Алакольский горст. В восточной части бассейна, между горными структурами Аркала и Арасантау, располагается Эмельский грабен. Учаральский горст находится в северо-западной части бассейна, продолжаясь на северо-запад от Южно-Алакольского грабена. На севере бассейна расположена Уржарская моноклиналь, ограниченная с юго-запада Чингизским разломом (рисунок 6).
На рисунок 8 показан корреляционный стратиграфический разрез Зайсанского бассейна (Кендерлыкское буроугольное месторождение) и Жонгарского бассейна Китая (Карамайская зона).
Рисунок 7 – Геологическое районирование (по типам стратиграфических разрезов) каменноугольного и пермского пермодов территорий Восточного Казахстана
На рисунке 5 представлены литолого-стратиграфические характеристики Алакольского бассейна. Внутри тектонического блока, который находится к югу от Алакольского буроугольного месторождения на границе с Китаем (рисунок 6), наблюдаются выходы конгломератов и песчаников, включающих остатки флоры, свидетельствующие о каменноугольно-пермском возрасте. Толщина этих отложений составляет 480 метров. Примыкающие выше по разрезу слои включают конгломераты, песчаники и алевролиты, образующие мощность до 750 метров. Они соотносятся с нерасчлененными отложениями лопинского и гваделупского отделов. В высших частях разреза обнаруживается майласаринская свита, которая перекрывает более нижние отложения. Эта свита состоит из конгломератов, песчаников и алевролитов в нижней части, а в верхней – из туфов и лав щелочных риолитов, имеющих мощность до 550 метров.
Обнаруженные флористические остатки указывают на возраст отложений как среднепермский (гваделупский отдел), так и раннетриасовый. Палеокомплекс алевролитов в нижней части этого разреза характерен для раннего триаса.
Мезозойский комплекс в Алакольском бассейне, имеющий общую мощность до 1500 метров, представлен континентальными терригенными маломощными отложениями триаса и угленосными породами юрского периода. Юрские отложения бассейна представлены узунбулакской свитой. Она разделена на две подсвиты: нижняя подсвита (геттангский- синемюрский яруса) состоит из более грубозернистых конгломератов, гравелитов и песчаников мощностью 80–150 метров, а верхняя подсвита (плинсбахский ярус) представлена алевролитами, аргиллитами с включениями конгломератов и песчаников мощностью до 250 метров. Возраст свиты определен на основе находок раковин филлопод и флористических остатков.
Меловые отложения, мощностью до 120 метров, представлены осадками сасыккольской свиты, верхний мел которой датирован по остракодам.
Палеогеновые отложения состоят из соленосных озерных отложений, включающих глины, алевролиты и пески, их мощность достигает 380 метров.
Исследования проявлений углеводородов в Северной Жонгарии Китая были проведены в нескольких работах. В ходе разведки и эксплуатации нефтяных месторождений установлено, что они связаны с отложениями триаса и нижней юры, которые успешно согласуются с породами одновозрастного Алакольского угольного месторождения в Казахстане.
Углеводородный потенциал
В состав рассматриваемой территории входят Баканасская вулканическая и Алакольская структурно-фациальная зоны, сохранившие свою индивидуальность от девонского до палеогенового времени (рисунок 5, правая часть колонки Баканасская, левая часть колонки Алакольская зоны).
Баканасская зона является восточным продолжением Балхаш-Илийского вулкано-плутонического пояса и сложенная вулканическими и вулканогенными породами, отличается особенностями палеогеографического развития и литолого-стратиграфическим составом.
Напротив, юго-восточное продолжение территории Восточного Туркестана Китая на фоне общей коллизии в позднем палеозое характеризуется развитием глубоководного изолированного Жонгарского бассейна.
Описание стратиграфической последовательности приводится снизу вверх, то есть от древних стратиграфических комплексов пород к более молодым в соответствии с рисунками 5–8.
Рисунок 8 – Корреляционный стратиграфический разрез Зайсанского бассейна (Кендерлыкское буроугольное месторождение) и Жонгарского бассейна Китая (Карамайская зона).
Алакольская зона
Нижний девон, пражский-эмский ярус, саркандская свита, нижняя подсвита сложены глинистыми сланцами, переслаивающимся песчаниками и алевролитами, содержащими прослои туффитов, туфопесчаников, гравелитов, туфов риолитов, линзы известняков. Толщина до 2200 метров. Эмский- эйфельский яруса, верхняя подсвита состоит из углистых, углисто-глинистых сланцев, алевролитов, аргиллитов, песчаников, гравелитов, линз дацитовых туфов. Толщина 1400–2100 метров.
Нижний и средний девон – сарыбулакая свита, представлена песчаниками, с горизонтами туфогенных конгломератов, алевролитов, известняков. Общая толщина 2000 метров.
Средний девон, эйфельский-живетский ярусы, залегает сарыбукторская свита (саркандская свита), сложенная углистыми, углисто-глинистыми сланцами, алевролитами, аргиллитами, песчаниками, гравелитами, кремнисто-глинистыми породами, содержащих линзы туфов. Толщина 1400- 2100 метров.
Фамен-турнейский ярус, тастауская свита. Верхняя часть разреза сложена ритмично переслаивающимися углистыми и кремнистыми аргиллитами, алевролитами, кремнистыми туффитами, пепловыми туфами, содержащими включения олистолитов яшм и базальтов. Нижняя часть разреза содержит туффиты, алевролиты, аргиллиты, песчаники, известняки, кремнистые породы, яшмы. Толщина 1500–2500 метров.
Визейский ярус, нижний подъярус, представлен переслаивающимися алевролитами, аргиллитами, песчаниками, гравелитами, прослоями углистых аргиллитов и углей, глинистых известняков останками брахиопод. Толщина 400-500 метров.
В периферийных областях Алакольского бассейна, где наблюдаются бортовые участки, глубина залегания юрских отложений не превышает 1,5–2 км (рисунки 4 и 8). При такой глубине отложения не достигли степени зрелости для активной генерации углеводородов, характерной для зон «нефтяного окна». Органический материал в этих отложениях в основном представлен остатками растительности, в связи с чем их генерационный потенциал ограничен. В центральных частях Алакольского бассейна, где наблюдаются осевые участки, глубина залегания юрских угленосных отложений достигает 3 и более километров, что обеспечивает условия для активной генерации углеводородов. Такие отложения, находящиеся в осевых участках, рассматриваются как потенциальные источники углеводородов.
Нижнеюрская угленосная толща месторождения Алаколь, имеющая толщину 120 метров (рисунки 5 и 9), состоит из восьми угольных пластов, из которых четыре обладают достаточной мощностью и практической ценностью для добычи. Средняя мощность пластов варьирует от 1,0 до 5,7 метров. Угольные пласты имеют гумусовый характер, изменяясь от бурых к каменным в своем составе. Содержание золы в пластах варьирует в пределах 6–10%, и угли относятся к категории малосернистых и малофосфористых.
Общие запасы месторождения, подтвержденные разведкой, оцениваются в 47 млн тонн, из которых пригодные для добычи методом открытой выработки составляют около 8 млн тонн.
Рисунок 9 – Геологическая карта и разрез Алакольского буроугольного месторождения
Баканасская зона, Прибалхашского вулканоплутонического пояса (рисунок 7).
Карбон, пенсильванский отдел, турнейский ярус представлен алевролитами, аргиллитами, кремнистыми породами, песчаниками, конгломератами, прослои туфов, известняков с брахиоподами. Толщина 300 метров.
Визейский ярус, кусакская свита. Переслаивание лавовых покровов базальтов, андези-базальтов, риолитов, риодацитов, и с пачками вулканомиктовых туфопесчаников, туфоалевролитов, мелкогалечных конгломератов и углистых сланцев 700–1000 метров.
Серпуховский ярус, калмакэмельская свита. Конгломерат-андезитовая толща, сложенная переслаивающимися мощными горизонтами лав андезитового, андезибазальтового, реже дацитового и андезидацитового составов с прослоями магматических брекчий, туфопесчаников, туфов, туфоалевролитов, конгломератов, валунных конгломератов, общей толщиной от 400 до 800 метров.
Знаменская свита, мощная грубообломочная толща чередующихся пачек валунно-галечниковых конгломератов с редкими прослоями песчаников, конгломератов, с прослоями песчаников и алевролитов с флористическими остатками и общей толщиной 1200–1400 метров.
Башкирский ярус – нижний московский подъярус. Баканасская свита сложена обломочными туфами андезитового, андезибазальтового, андезидацитового состава с прослоями туффитов, песчаников, гравелитов с окаменелостями брахиопод. Толщина 400–1000 метров.
Верхний московский подъярус–гжельский ярус, колдарская свита (горы Колдар, руч. Сарыозек), переслаивающиеся горизонты лав, игнимбритов, игниспумитов, риодацитов и пачек туфогенно-осадочных пород – песчаников, алевролитов, туффитов, с остатками флоры. Толщина отложений 600–800 метров.
Пермская система, приуральский отдел, актобинская (нижнекызылкиинская) свита. Трахидацитовые, трахиандезидацитовые, реже риолитовые и дацитовые лавы, автомагматические брекчии, туфы, тефроиды, покровы и пачки андезибазальтов, песчаники, гравелиты. Флора и мощность вулканических образований не установлены.
Верхнекызылкиинско- кармысская свита, сложенная туфами, игнимбритами, реже игниспумитами дацитового, риодацитового, трахидацитового, трахириолитового составов с пачками туфогенных конгломератов, песчаников, алевролитов, туффитов, встречающихся чаще в основании свиты и в верхах разрезов, с окаменелостями флоры, общей толщиной, меняющейся от 500 до 2000 метров.
Лопинский отдел, сейриктауская свита, представлена лавами трахириолитов, трахидацитов, туфов и игниспумитом с маломощными прослоями туффитов. Толщина 0–420 метров.
Гваделупский отдел, бакалинская свита. В нижней части разреза чередование крупно- и мелко галечных туфоконгломератов, туфогенных песчаников, гравелитов, алевролитов с покровами трахиандезитов, трахидацитов и андезибазальтов. В верхней части преобладают миндалекаменные андезибазальты, трахибазальты, трахиандезиты, лавовые брекчии, агломератовые туфы базальтового состава. Обнаружены окаменелости флоры, толщина образований меняется от 350 до 2500 метров.
Сейриктауская свита, сложена жерловыми фациями лав трахириолитов, риолитов, трахидацитов, туфов и игниспумитом с маломощными прослоями туффитов. Толщиной 0–420 метров.
Анализ стратиграфического разреза Баканасской зоны указывает, что только верхнедевонские-нижнекаменноугольные породы обладают ограниченным потенциально углеводородными перспективами.
В глубинных зонах Алакольского бассейна пока не проводились работы по глубокому бурению и геохимическим исследованиям для прогноза наличия углеводородов. Отложения верхнедевонского и нижнекаменноугольного комплексов Алакольского бассейна залегают на глубинах от 2,5 км (кровля горизонта) до 4 км и ниже (подошва). Следовательно, данные отложения могли достичь уровня зрелости активной генерации углеводородов (зоны "газового окна") и могут быть потенциально перспективными.
Гидрогеологические характеристики палеозойских водоносных отложений указывают на преимущественное присутствие пресных инфильтрационных вод с минерализацией на уровне 1–2 мг/литр. Эта же степень минерализации характерна для юрских, меловых и палеогеновых отложений, но с увеличением глубины залегания минерализация увеличивается до 20 г/литр.
Источник данных: Разработка оптимальной конструкции скважины для глубокого бурения Алакольского осадочного бассейна по уточненным геологическим данным с обоснованием углеводородного потенциала. Чакликов А.Е. , 2024
Следующий Бассейн: Приаральский