litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2021-21-5-699-711litosphere-1486Research ArticleСтатьиArticlesДеформации слаболитифицированных пород баженовско-георгиевского комплексаDeformations of weakly lithifed rocks of the Bazhenov-Georgievsky complexГришкевичВ. Ф.GrishkevichV. F.

  625000 г. Тюмень, ул. Республики, 41

 41 Republic st., Tyumen 625000 

Grishkevich.vf@gmail.comШайхутдиноваГ. Х.ShaikhutdinovaG. Kh.

  625000 г. Тюмень, ул. Республики, 41

 41 Republic st., Tyumen 625000 

ЛагутинаС. В.LagutinaS. V.

625000 г. Тюмень, ул. Республики, 41

  41 Republic st., Tyumen 625000 

Филиал ООО “ЛУКОЙЛ-Инжиниринг” “КогалымНИПИНефть” в г. ТюменьРоссияBranch of LuKOIL-Engineering KogalymNIPIneft in TyumenRussian Federation202131102021215699711Copyright © Гришкевич В.Ф., Шайхутдинова Г.Х., Лагутина С.В., 20212021Гришкевич В.Ф., Шайхутдинова Г.Х., Лагутина С.В.Grishkevich V.F., Shaikhutdinova G.K., Lagutina S.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1486

Объект исследования. Отложения верхнеюрского баженовско-георгиевского комплекса центральных районов Западно-Сибирского осадочного бассейна, которые в первом приближении представлены переслаивающимися чистыми или карбонатизированными радиоляритами и органогенно-глинистыми микститами. Материал и методы. Анализируется коллекция кернов баженовско-георгиевского комплекса, рассматриваются геолого-геофизические разрезы скважин, фотографии керна и микрофотографии шлифов. В качестве основы для расшифровки происхождения мягких пластических деформаций при землетрясениях использованы результаты экспериментов китайских ученых. Результаты исследования. Показано, что на разных стадиях диагенеза в разрезе контактировали слои с резко различающимися плотностными и механическими свойствами, что приводило к разнообразным деформациям слаболитифицированных слоев при землетрясениях. В раннем и среднем диагенезе подвижные карбонатизированные радиоляриты деформировали пластичные глинистые прослои с образованием карбонатных нодулей. В среднем диагенезе в радиоляритах соседствовали участки слабой литификации и подвижные радиоляриты. Наряду с пластическими деформациями происходили процессы автобрекчирования и автофлюидоразрыва радиоляритов, абразионной эрозии границ глинистых разностей. В позднем диагенезе в радиоляритах и глинистых силицитах преобладали литифицированные разности, в итоге деформаций радиоляриты и разделяющие их глинистые перемычки перерабатывались в обломки, зеркала скольжения и окатыши.

Если под действием дифференциальных нагрузок происходила флюидизация (размягчение) и перемещение слаболитифицированных радиоляритов, то скорости таких перемещений в соседних слоях неизбежно различались. Каждый из описанных случаев продемонстирован на керновом материале конкретных скважин, иллюстрирован петрографическими шлифами. Показан масштаб явления от знаков нагрузки миллиметровых прослоев до напорных валов брекчированных известняков толщиной 7–10 м. Выводы. Разномасштабные пластические деформации слаболитифицированных пород (soft sediment deformations), распространенные в породах баженовско-георгиевского комплекса, во многих случаях фиксировали сейсмические события прошлого, их временнóе и пространственное распространение. Чаще всего такие землетрясения происходили на границах блоков консолидированного фундамента при изостатических погружениях в зоне сверхбыстрого осадконакопления (лавинной седиментации) неокомской клиноформной толщи.

Research subject. Deposits of the Upper Jurassic Bazhenov-Georgievsky complex situated in central West Siberian regions. At a frst approximation, the deposits are represented by interlayering pure or carbonatized radiolarites and organic-clay mixites. Materials and methods. A collection of core samples taken from the deposits was analyzed to study the geological and geophysical features of borehole sections, photographs of core samples, and micrographs of thin section. Soft sediment deformations, which appeared within the Bazhenov-Georgievsky complex as a result of earthquakes, were investigated using data obtained by Chinese researchers. Results. It is shown that, at different stages of diagenesis, layers with sharply differing density and mechanical properties came into contact, which led to various deformations of weakly lithifed layers during earthquakes. In the early and middle diagenesis, mobile carbonated radiolarites deformed plastic clay interlayers with the formation of carbonate nodules. In the middle diagenesis, in radiolarites, areas of weak lithifcation and mobile radiolarites coexisted. Along with plastic deformations, the processes of autobrecciation and autofluid fracturing of radiolarites, abrasion erosion of the boundaries of clayey varieties took place. In the late diagenesis, lithifed varieties predominated in radiolarites and clayey silicites; as a result of deformations, radiolarites and the argillaceous bridges separating them were transformed into fragments, polished surfaces, and pellets. If, under the influence of differential loads, fluidization (softening) and movement of weakly lithifed radiolarites occurred, then the rates of such movements in adjacent layers inevitably differed. Each of the described cases is demonstrated by the core material of specifc boreholes and petrographic thin sections. The scale of the phenomenon is shown from the signs of loading of millimeter interlayers to pressure shafts of brecciated limestones with a thickness of 7–10 m. Conclusions. The West Siberian Plate is epicontinental; therefore, the most intense earthquakes occurred at consolidated basement block boundaries during isostatic subduction and compensations in the Neocomian clinoform ultrafast sedimentation zones. Soft sediment deformations occurred within the Bazhenov-Georgievsky layers recorded the rock history of intense seismic events of the past, their temporary and spatial distribution.

баженовская свита. георгиевская свитаслаболитифицированные породысилициткарбонатгидроразрывBazhenovo FormationGeorgievsk Formationsoft sediment deformationssilicilithlimestonehydraulic fracturingReferencesГришкевич В.Ф., Гатина Н.Н., Сидоренко А.О., Карпова Е.В. (2019а) Опыт петрографического анализа механизма формирования аномального разреза баженовской свиты на Имилорской площади Западной Сибири. Литосфера, 19(2), 209-227. DOI: 10.24930/1681-9004-2019-19-2-209-227Deev E.V., Zol’nikov I.D., Staroverov V.N. (2012) Some types of deposits and textures as a result of rapid geological processes (on the example of different age complexes of northern Eurasian). Litosfera, (6), 14-36. (In Russ.)Гришкевич В.Ф., Касаткин В.Е., Лагутина С.В., Панина Е.В., Смоляков Г.А., Сивкова А.В., Шайхутдинова Г.Х., Хорошев Н.Г., Блинкова А.В. (2019б) Эволюция флюидопроводящей системы отложений баженовской свиты. Пути реализации нефтегазового потенциала Западной Сибири. Мат-лы XXII науч.-практич. конф. Ханты-Мансийск. Т. 1, 105-126.Eder V.G., Kostyreva E.A., Yurchenko A.Yu., Balushkina N.S., Sotnich I.S., Kozlova E.V., Zamirailova A.G., Savchenko N.I. (2019). New data on lithology, organic geochemistry and accumulation conditions of the Bazhenovo Formation in Western Siberia. Georesources, 21(2), 129-142. DOI: https:// doi.org/10.18599/grs.2019.2.129-142. (In Russian)Гришкевич В.Ф., Лагутина С.В., Панина Е.В., Долматова С.С. (2019в) Общая структура неокомского морского осадконакопления в Западно-Сибирском бассейне. Геология морей и океанов. Мат-лы XXIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Москва, ИО РАН, Т. 1, 69-73.Eder V.G., Zamirailova A.G., Yan P.A. (2017) The regularities of the distribution of siliceous mudstones and “coccolith” member of the bazhenov formation. Geol. Geofz., 58(3-4), 511-521. DOI: 10.15372/GiG20170314 (In Russ.)Гришкевич В.Ф., Лагутина С.В., Панина Е.В., Долматова С.С., Лаптей А.Г., Торопов Э.С., Стариков В.С., Хорошев Н.Г., Блинкова А.В. (2017) Геомеханическая модель формирования аномальных разрезов баженовской свиты: физическое моделирование и практическое применение. Геология, геофизика и разработка месторождений нефти и газа, (3), 33-47.Grishkevich V.F., Gatina N.N., Sidorenko A.O., Karpova E.V. (2019а) Petrographic study of the genesis of anomalous sections in the Bazhenovo Formation, the Imilor deposit, Western Siberia. Litosfera, 19(2), 209-227. DOI: 10.24930/1681-9004-2019-19-2-209-227. (In Russian)Деев Е.В., Зольников И.Д., Староверов В.Н. (2012) Отражение быстрых геологических процессов в отложениях и текстурах (на примере разновозрастных комплексов Северной Евразии) Литосфера, (6), 14-36.Grishkevich V.F., Kasatkin V.E., Lagutina S.V., Panina E.V., Smolyakov G.A., Sivkova A.V., Shaikhutdinova G.H., Horoshev N.G., Blinkova A.V. (2019б) Evolution of the fluid-conducting system of the Bazhenovo Formation usage ways for West Siberian oil and gas potential. XXII Scientifc-practical Conference Papers. HantyMansiisk, V. 1, 105-126 (In Russian)Коровина Т.А., Кропотова Е.П., Гультяев С.В., Крицкий И.Л., Шадрина С.В. (2014) Генетические аспекты формирования баженовской свиты и критерии прогноза ее промышленной продуктивности. Актуальные проблемы нефти и газа, 2(10), 21-29.Grishkevich V.F., Lagutina S.V., Panina E.V., Dolmatova S.S. (2019в) Neocomian marine sedimentation of West Siberian basin in general. Geology of seas and oceans: Proc. XXIII International Conference on Marine Geology. Moscow, IO RAS, V. 1, 69-73. (In Russian)Лисицын А.П. (1988) Лавинная седиментация и перерывы в осадконакоплении в морях и океанах. М.: Наука, 309 с.Grishkevich V.F., Lagutina S.V., Panina E.V., Dolmatova S.S., Laptei A.G., Toropov E.S., Starikov V.S., Khoroshev N.G., Blinkova A.V. (2017) Geomechanical model of bazhenov abnormal sequence’s generation: physical experiments and practical usage. Geologiya, Geofzika I Razrabotka Mestorozhdenii Nefti i Gaza, (3), 33-47. (In Russ.)Панченко И.В., Немова В.Д. (2017) Контуриты в баженовских отложениях Западной Сибири: формирование, распространение и практическое значение. Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии. VII Всерос. совещ. (Ред.: В.А. Захаров, М.А. Рогов, Е.В. Щепетова). М.: ГИН РАН, 153-157Korovina T.A., Kropotova E.P., Gul’tyaev S.V., Kritskii I.L., Shadrina S.V. (2014) Genetic view to Bazhenovo suite formation and industrial productivity forecasting criteria. Aktual’nye Problemy Nefti i Gaza, 2(10), 21-29. (In Russ.)Панченко И.В., Немова В.Д., Смирнова М.Е., Ильина М.В., Барабошкин Е.Ю., Ильин В.С. (2016) Стратификация и детальная корреляция баженовского горизонта в центральной части Западной Сибири по данным литолого-палеонтологического изучения керна и ГИС. Геология нефти и газа, (6), 22-34.Lisitsyn A.P. (1988) Avalanche sedimentation and deposits interruptions in the seas and oceans. Moscow, Nauka Publ., 309 p. (In Russian)Усманов И.Ш., Трофимова Е.Н., Дякина А.В., Карлов А.М. (2005) Нефтенасыщенные известняки баженовской свиты Сургутского района. Нефт. хоз-во, (12), 19-25.Mitchener H., Torfs H. (1996) Erosion of mud/sand mixtures. Coast. Engin., 29, 1-25.Щепетова Е.В., Панченко И.В., Барабошкин Е.Ю., Немова В.Д., Смирнова M.Е., Зуйкова М.В. (2015) Штормогенные отложения в баженовской свите Фроловской мегавпадины (Западная Сибирь). Мат-лы VIII Всерос. литолог. совещ. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Т. 1, 312-314.Panchenko I.V., Nemova V.D. (2017) Contourites in the Bazhenovo deposits of Western Siberia: formation, distribution and practical signifcance. Jurassic system of Russia: problems of stratigraphy and paleogeography. VII All-Russia Meeting. Moscow. (Eds: V.A. Zakharov, M.A. Rogov, E.V. Shchepetova). Moscow, GIN RAS, 153-157. (In Russian)Эдер В.Г., Замирайлова А.Г., Ян П.А. (2017) Закономерности распространения кремнистых пород и “кокколитовой” пачки баженовской свиты. Геология и геофизика, 58(3-4), 511-521.Panchenko I.V., Nemova V.D., Smirnova M.E., Il’ina M.V., Baraboshkin E.Yu., Il’in V.S. (2016) Stratigraphy and detail correlation of Bazhenov horizon in Western Siberia central part based on lithological and paleontological core studies. Geologiya Nefti i Gaza, (6), 22-34. (In Russ.)Эдер В.Г., Костырева Е.А., Юрченко А.Ю., Балушкина Н.С., Сотнич И.С., Козлова Е.В., Замирайлова А.Г., Савченко Н.И. (2019). Новые данные о литологии, органической геохимии и условиях формирования баженовской свиты Западной Сибири. Георесурсы, 21(2), 129-142. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2019.2.129-142Shchepetova E.V., Panchenko I.V., Baraboshkin E.J., Nemova V.D., Smirnova M.E., Zuikova M.V. (2015) Stormogenic deposits in the Bazhenovo Formation of the Frolovskaya megahollow (materials from Western Siberia). VIII AllRussian Lithological Conf. Moscow, I.M. Gubkin State University Oil and Gas, V. 1, 312-314. (In Russian)Mitchener H., Torfs H. (1996) Erosion of mud/sand mixtures. Coast. Engin., 29, 1-25.Tian H., Zhang S., Zhang A. (2016) Test Investigation on Liquefed Deformation Structure in Saturated LimeMud Composites Triggered by Strong Earthquakes. Acta Geologica Sinica (English Edition), 90(6), 2008-2021.Tian H., Zhang S., Zhang A. (2016) Test Investigation on Liquefed Deformation Structure in Saturated LimeMud Composites Triggered by Strong Earthquakes. Acta Geologica Sinica (English Edition), 90(6), 2008-2021.Usmanov I.Sh., Trofmova E.N., Dyakina A.V., Karlov A.M. (2005) Bazhenovo oil productive limestones of Sugrut’s region. Neftyanoe khozyaistvo, (12), 19-25. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.