По результатам численного моделирования галокинеза в Прикаспии специалисты сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН (Новосибирск) и Геологического института РАН (Москва) установили, как строение эвапоритовой формации влияет на формирование структур соляной тектоники и ловушек углеводородов. Тема исследования соответствует госзаданиям ИНГГ СО РАН (проект FWZZ-2022-0009) и ГИН РАН. Полученные данные могут быть полезны при поиске месторождений.

Эвапориты – это химические осадки, выпадающие из морской воды в результате ее испарения и постепенного сгущения под воздействием солнечной радиации. Такой процесс происходит в условиях сухого жаркого климата в полузамкнутых и замкнутых водоёмах, к каким относилось и древнее Каспийское море.

Важным компонентом образующихся таким путем эвапоритовых формаций являются пласты каменной соли. Её отличительной особенностью является низкая плотность по сравнению с прочими осадочными породами, благодаря чему большие объемы каменной соли медленно всплывают под действием силы Архимеда. Этот процесс, называемый галокинезом, формирует специфические складчатые структуры осадочного слоя, известные, как структуры соляной тектоники. С ними связана значительная часть мировых запасов нефти и газа.

В частности, галокинез является основным фактором, контролирующим миграцию и накопление углеводородов в Прикаспии. Поэтому для обоснованного нацеливания поисково-разведочных работ в данном регионе желательно выяснить местную специфику развития этого процесса, обусловленную особенностями формирования Прикаспийского осадочного бассейна и строения развитой здесь эвапоритовой формации.

При помощи ранее разработанных в ИНГГ СО РАН программ моделирования галокинеза как развития неустойчивости Рэлея-Тейлора («Diapir» – для двухмерного и «Diapir3D» – для трехмерного) были рассчитаны варианты эволюции солянокупольных структур в нескольких типичных для Прикаспия ситуациях. А для конкретного участка рассчитана детальная модель эволюции его геологической структуры (на иллюстрации).

Показано, что в зависимости от толщины неустойчивого слоя и ее соотношения с общей толщиной вышележащих слоев, развитие неустойчивости идет с разной скоростью, формируя различные типы структур – от псевдоштамповых складок и «подушек» до классических грибообразных диапиров и соляных массивов – в полном соответствии с реально наблюдаемой в Прикаспии картиной. Выяснены и причины этой зависимости.

Также детальное моделирование позволило установить, чем может быть обусловлена специфическая форма диапиров Прикаспия в виде высокоамплитудных «пальцев» с плоской подошвой. Вероятно, причина в том, что сложные диапировые структуры насыщенных солью ядер куполов маскируются базальным и венчающим горизонтами эвапоритовой формации, поскольку они не содержат низкоплотных соляных пластов, а сложены терригенными, карбонатными и сульфатными породами с нормальной плотностью.

Как считают авторы, построенная модель имеет предварительный, оценочный характер. Однако она позволила выяснить принципиальные особенности процесса галокинеза в Прикаспии, а некоторые выводы уже могут быть интересны и для ориентирования поисково-разведочных работ на углеводороды. Так, результаты исследований позволяют предположить на детальном участке более крутые, возможно опрокинутые крылья (склоны) эвапоритовых куполов в надсолевой толще. Особенно интересна предсказываемая моделью инверсионная складчатость подстилающих эвапориты слоев.

– С крыльями куполов и особенно с карнизами, образуемыми кровлей эвапоритов, могут быть связаны небольшие, но сравнительно легкодоступные месторождения в верхней, надсолевой, части бассейна. А исследование инверсионных складок под эвапоритами чрезвычайно интересно в связи с поисками гигантских месторождений, – полагают исследователи.

– Поиски и разведка в подсолевых слоях связаны с дорогостоящим глубоким бурением, что требует особо тщательных предварительных и сопутствующих геолого-геофизических исследований с привлечением всех имеющихся методов, – отмечают учёные. – В условиях дефицита прямой информации о структуре подсолевых слоев её прогноз на основании геодинамического моделирования может оказаться весьма полезным.

Подробные результаты исследования – в научной статье: Лунев Б.В., Лапковский В.В., Антипов М.П., Волож Ю.А., Постникова И.С. – Влияние строения эвапоритовой формации на формирование структур соляной тектоники и ловушек углеводородов (по результатам численного моделирования галокинеза в Прикаспии) // Geodynamics and Tectonophysics = Геодинамика и тектонофизика – том 14 – 2023.