Содержание к диссертации
Введение
1. Разрабатываемые древние природные резервуары нефти и газа глубоководного генезиса 25
2. Системы плотностных потоков и их отложения 39
2.1. Типы плотностных потоков, их отложения и формируемые осадочные системы
2.1.1. Типизация плотностных потоков по гидродинамическим свойствам 39
2.1.2. Отложения плотностных потоков 41
2.1.3. Глубоководные конуса выноса 43
2.2. Каньонные осадочные комплексы 49
2.3. Глубоководные долинно-русловые осадочные комплексы 56
2.4. Осадочные лопасти 79
2.4.1. Области разгрузки систем глубоководных русел на континентальном подножии и абиссальной равнине 81
2.4.2. Локальные области разгрузки 90
2.4.2.1. Обстановки формирования осадочных лопастей 90
2.4.4.1. Песчаные осадочные лопасти в заливе Кадис 92
3. Системы подводных течении и их отложения 118
3.1. Русловые системы 124
3.1.1. Геострофическая осадочная система придонных течений на Фарерской окраине 124
3.1.1.1. История формирования системы придонных течений на Фарерской окраине 124
3.1.1.2. Осадочная система юго-западного окончания Фарерско-Шетландского канала 127
3.1.1.3. Русловая система в Исландском бассейне 140
3.1.2. Агеострофические осадочные системы на примере русел залива Кадис 161
3.2. Площадные осадочные системы на примере восточной окраины бассейна Поркьюпайн 178
3.3. Переотложение глубоководных песков и алевритов придонными течениями на примере дистальной части конуса выноса р. Миссисипи 188
4. Глубоководные карбонатные постройки (рифы) 197
Основные выводы 207
- Каньонные осадочные комплексы
- Осадочные лопасти
- Площадные осадочные системы на примере восточной окраины бассейна Поркьюпайн
- Переотложение глубоководных песков и алевритов придонными течениями на примере дистальной части конуса выноса р. Миссисипи
Введение к работе
Актуальность исследований
Глубоководные окраины континентов как новый источник добычи углеводородного сырья
В настоящее время нефтяная промышленность совершает стратегическое перемещение в область глубоководных окраин континентов, рассматривая их как новый источник добычи углеводородного сырья (рис. В1). С начала 80-х годов происходит неуклонный рост разведанных запасов углеводородного сырья в месторождениях глубоководного генезиса в Северном море, Мексиканском заливе, на окраинах Бразилии и западной Африки (рис. В2). В России резервуары подобного типа известны на шельфе о. Сахалин, на западной окраине п-ова Камчатка, в Хатырском и Анадырском бассейнах (Бурлин, 1991)
Изучение закономерностей формирования и распространения глубоководных коллекторов стало в настоящий момент одной из приоритетных задач нефтегазовой промышленности. Эти исследования представляют большой практический интерес для России в связи с поисковыми работами в Арктике и на Дальнем Востоке. В течение последних лет во всем мире наблюдается постоянный рост объемов работ, связанных с исследованием глубоководных осадочных систем - глубоководных конусов выноса, комплексов отложений мутьевых потоков и контурных течений. Среди российских исследователей следует упомянуть работы А.А. Чистякова (1980), И.О. Мурдмаа (1987), А.П. Лисицина (1988), О.В, Япаскурта (1998) и
Put ІЯ Районы перспективные для попитів нефі и и газа. Черным показаны ииласги
распространения природных резервуаров глубоководного генезиса (По Stow and M'ayall»
2000 и Slatt, 2002).
40 Л
11 іИЛш
давсмтгс0ооо>і«>*свдав г-.дасоююштаеядав>шо
1|№ы %№№ ШйнШ №М Шт №&*йщ .(йщий щ-гіИЯ. іге(ЩШ шшш щщт |"\1
Рис. В2. Диаграмма, показывающая возрастанэщую роль месторождений нефти и газа,
приуроченных к природным резервуарам глубоководного генезиса в Мексиканском
заливе, на континентальных окраинах западной Африки, Бразилии, в Северном море,
юго-западный шельфе Австралии, северовосточной Азии) (По Slatt, 2002).
др. Интерес к этим системам связан, главным образом, с тем, что они во многих случаях могут рассматриваться как современные аналоги природных резервуаров нефти и газа. Именно такие тела и являются основным объектом при поисках углеводородов на глубоководных окраинах континентов.
В настоящий момент в мире известно около 1200-1300 промышленных месторождений нефти и газа (как уже разрабатываемых, так и находящихся на стадии разведки), приуроченных к древним глубоководным осадочным системам (Высоцкий и др., 1990; Stow and Mayall, 2000). В работе Петтингилла (Pettingill, 1998) описано 925 месторождений такого рода. Они располагаются в пределах 54 бассейнов, 43 из которых классифицированы как гигантские (т.е. обладают разведанными запасами >500 млн баррелей в нефтяном эквиваленте). Многие из этих месторождений располагаются в таких хорошо изученных регионах, как Калифорния и Северное море. Гигантские месторождения расположены преимущественно на пассивных окраинах континентов, включая Мексиканский залив, бассейн Кампос, дельту реки Нигер, континентальный склон Конго/Анголы, западную континентальную окраину Шетландских островов. Почти неизученные гиганты расположены в отдаленных областях дельты реки Макензи, бассейне Маргарита в Венесуэле и на северо-западном шельфе Австралии. В России резервуары подобного типа известны на шельфе о. Сахалин, на западной окраине п-ова Камчатка, в Хатырском и Анадырском бассейнах (Бурлин, 1991).
Осадочные обстановки потенциальных природных резервуаров нефти и газа глубоководного генезиса
В качестве современных аналогов глубоководных природных резервуаров нефти и газа наибольший интерес представляют осадочные системы, генетически связанные с гравитационными процессами (системы плотностных потоков), благодаря которым значительные объёмы песчано-гравийного материала переносятся и откладываются в глубоководных обстановках (Фролов, 1984; Лисицин, 1988; Шарданова и Соловьёва, 1992 и прочие).
За три последних десятилетия изучения глубоководных областей Мирового океана выявилась важная роль придонных течений в формировании чехла осадочных бассейнов. Геострофические, или контурные, системы придонных течений могут функционировать на протяжении миллионов лет, формируя специфические осадочные комплексы. В большинстве случаев в этих системах переносится и откладывается тонкозернистый материал, и, поэтому, традиционно они не представляют особого интереса для нефтяной промышленности. Однако ряд детальных исследований последних лет показал, что в определённых случаях в таких системах могут накапливаться значительные объёмы грубозернистого материала, что позволяет рассматривать их как потенциальные природные резервуары углеводородов.
В ходе разработки глубоководных месторождений нефти и газа в коллекторах турбидитового происхождения было отмечено, что грубозернистый материал, отлагающийся гравитационными потоками, может впоследствии переотлагаться придонными течениями, приводя к изменению геометрии природного резервуара. Оценка масштабов подобных процессов и
изучение закономерностей формирования таких природных резервуаров представляется исключительно важным не только для поисковых целей, но и для выбора режима их эксплуатации.
Принципиально иным типом глубоководных резервуаров нефти и газа могут явиться глубоководные коралловые постройки, не так давно обнаруженные на Европейской континентальной окраине. Исследования, проведённые в ходе 7-го рейса программы Плавучий Университет в 1997 году, положили начало крупномасштабным работам по изучению подобных построек (Kenyon et al., 1998).
Метод аналогов как ключ к пониманию строения и свойств природных резервуаров нефти и газа
Исследование строения осадочных комплексов представляет собой важный аспект изучения организации вещества, рассматриваемый нефтегазовой литологией (Дмитриевский и Кузнецов, 2000). Знание внутренней композиции комплекса отложений, выявление и анализ факторов, определяющих тот или иной состав осадочных формаций, закономерности их образования, имеет не только теоретическое, но и существенное прикладное значение, определяя положение полезных ископаемых, приуроченность их к тем или иным элементам осадочных серий.
Анализ структуры и состава осадочного комплекса приобретает особое значение в нефтегазовой литологии (Дмитриевский и Кузнецов, 2000). Во-первых, внутреннее строение формации и всего комплекса отложений определяет распределение в разрезе нефтегазопродуцирующих отложений, толщ - коллекторов и флюидоупоров, и тем самым - выделение
нефтегазоносных комплексов и природных резервуаров (ПР), их строение и соотношение в пространстве. Знание структуры формаций позволяет типизировать нефтегазоносные комплексы и ПР по их строению и коллекторским параметрам, а представление о ее генетической природе -прогнозировать латеральные изменения природных резервуаров, их строение и качество, что в немалой степени определяет направление и стратегию поисково-разведочных, а во многом и геолого-промысловых работ.
Исследование состава и строения осадочного тела имеет важное значение в моделировании продуктивного пласта и резервуара в целом, которое в значительной мере осуществляется с использованием компьютерной техники, причем в создании идеологии программ такого моделирования и, тем более, в геологической интерпретации полученных моделей, роль литолога является определяющей. Моделирование резервуара -это главная геологическая основа достоверной геометризации залежей и подсчета запасов углеводородов, создания оптимальной системы разработки и режима работы скважин, увеличения коэффициента нефтегазоотдачи.
Во-вторых, знание строения осадочных комплексов является во многом базой для прогноза, поисков и разведки неантиклинальных ловушек. По мере исчерпания фонда антиклинальных структур, относительно и абсолютно возрастает роль неантиклинальных ловушек, при прогнозе и поисках которых значение литологических исследований существенно увеличивается.
Теоретической базой для этих исследований является то, что при формировании ряда таких ловушек, получивших удачное название палеогеоморфологических (аллювиально-дельтовых, баровых, рифовых и др.), морфо- и седиментогенез выступает как две стороны единого явления, ибо процесс накопления осадочного материала ведет одновременно и к
образованию резервуара с соответствующим внутренним строением, и к формированию осадочного тела такой морфологии, которое после перекрытия его непроницаемыми толщами становится ловушкой. Таким образом, решение этой важной прикладной задачи основывается на комплексировании фациально-палеогеографических реконструкций и относительно нового направления - изучения внутренней структуры осадочных тел.
Понимание строения осадочных комплексов невозможно без знания процессов их формирования. Изучение процессов осадконакопления в глубоководных системах ведётся сразу по нескольким направлениям. С одной стороны, изучаются различные свойства самих отложений (Тимофеев и др., 1981; Фролов, 1984; Мурдмаа, 1987), с другой - моделируются процессы их формирования как в лабораторных условиях, так и математически.
Метод изучения аналогов продуктивных толщ не является новым. На протяжении всей истории развития нефтяной геологии возможные продуктивные горизонты детально изучались в пределах нефтегазоносных бассейнов или на их обрамлении. Проводился фациальный анализ этих толщ в разрезе и по площади, определялись их физические свойства, структурно-текстурные особенности и т.д; осуществлялись геологические реконструкции условий формирования подобных отложений и указывались их современные аналоги.
В силу различных причин современные осадочные системы очень редко подвергались целевому исследованию в качестве возможных аналогов древних природных резервуаров углеводородов. Несмотря на то, что изучение подобных современных объектов, конечно же, является второстепенным в ряду других методов исследования возможных нефтегазосодержащих толщ,
оно всё же имеет существенные преимущества, позволяющие гораздо точнее определить механизмы формирования толщ с высокими емкостными и фильтрационными свойствами, их площадное распространение и конфигурацию в пространстве. Среди главных преимуществ такого подхода можно перечислить следующие:
при помощи гидролокаторов бокового обзора (ГБО) в комплексе с придонными профилографами можно изучать обширные участки морского дна при относительно низкой себестоимости (например, по сравнению с трёхмерным сейсмопрофилированием). Важно отметить, что значительные области дна уже были закартированы (e.g., Gardner et al, 1996; Damuth et al, 1988), а в некоторых случаях и широко опробованы (e.g., Flood et al, 1995);
молодой возраст позволяет более точно оценить взаимодействие процессов осадконакопления и структурных деформаций по сравнению с визуализацией данных трёхмерного сейсмопрофилирования или наблюдениями в обнажениях для древних отложений;
использование спектра высоких частот позволяет получать данные очень высокого разрешения (до первых десятков сантиметров);
современные осадочные системы могут быть закартированы от источника сноса до области аккумуляции. При этом индивидуальные элементы системы могут быть рассмотрены в геоморфологическом контексте (т.е. удалённость от русла, близость к бровке шельфа, изменения градиента склона и т.п.). Такой комплексный подход довольно сложно применить при глубинной визуализации и практически невозможно при работе на обнажениях.
Цели и задачи исследований
Целью настоящей работы является детальная характеристика типичных глубоководных осадочных обстановок, в которых могут накапливаться осадочные отложения со структурными признаками коллекторов. Изучение таких обстановок в современных условиях с применением геолого-геофизических методов высокого разрешения позволяет получать детальную информацию о процессах и морфологии осадочных тел - потенциальных коллекторов. Такая информация в особенности ценна для выявления коллекторов при интерпретации геолого-геофизических данных.
В процессе работы решались следующие задачи:
1) выявление деталей морфологии и распределения осадочных фаций на
основании комплексного анализа геолого-геофизических данных высокого
разрешения;
2) литологическая характеристика осадочных разрезов и прогноз
встречаемости алеврито-песчаных отложений;
3) характеристика процессов осадконакопления, приводящих к
формированию фаций глубоководных коллекторов.
Материалы и методы
Работа в значительной мере основана на материалах научных экспедиций, которые проводились по программе ЮНЕСКО-МОК "Плавучий университет", в последние годы также известной как "Обучение-через-исследования" (Training-Through-Research, TTR). Программа проводилась Московским Государственным Университетом им. М.В. Ломоносова
совместно с Министерством Природных Ресурсов РФ на российских научно-исследовательских судах "Геленджик" (ҐП Южморгеология, Геленджик) и "Профессор Логачев" (ФГУНПП ПМГРЭ, Санкт-Петербург) в 1994-2002 г. При подготовке данной работы автором использовались материалы, полученные с использованием следующих методов:
Многолучевое эхолотирование
Для получения наиболее детальной информации о морфологии морского дна при возможности использовались данные многолучевых эхолотов. В качестве примера одной из широко распространённых систем можно привести многолучевой эхолот Simrad EM-12S(120), установленный на борту НИС "Геленджик". Simrad-12S(120) обеспечивает получение батиметрической информации с точностью до 60 см на глубинах до 1500 м и 240 см на больших глубинах в полосе съемки, равной 3,5 глубины воды. Угловой сектор излучения антенн, который формируется 81 акустическим лучем, генерируемым с обоих бортов корабля поперек его курса, составляет 120. Угол между каждым лучем равен приблизительно 1,5, а излучатели с каждого борта образуют сектор в 70 с 10-градусным перекрытием непосредственно под судном. Одновременно с батиметрической информацией прибор позволяет получать данные об относительном коэффициенте отражения дна, при этом каждый импульс после введения поправок на угол его падения и крен судна, считается падающим перпендикулярно дну. Возможна также работа в режиме локатора бокового обзора, позволяющая определять интенсивность обратного рассеяния от дна.
Профилирование с помощью гидролокаторов бокового обзора
Гидролокатор (сонар) бокового обзора (ГБО) испускает сигнал в виде узкого пучка акустической энергии в направлении, перпендикулярном курсу движения судна. Сигнал отражается или рассеивается от различного рода неоднородностей на морском дне, часть его энергии возвращается на антенны и может быть зарегистрирована. Таким образом, по мере продвижения судна, мы получаем акустическую информацию о полосе морского дна, ширина которой зависит от длины используемого импульса и времени приёма отражённого сигнала, определяющих скорость и высоту буксировки аппарата над дном. Разрешение метода определяется используемой частотой и возрастает при её увеличение. Полученная запись, или сонограмма, представляет собой своего рода акустическую фотографию дна, освещенного прожектором.
В случае использования негативной схемы отображения сонограммы, темные области на ней будут соответствовать участкам морского дна, которые отражают больше акустической энергии (различные выступы, более грубые и неоднородные отложения и т.п.). Светлые области будут отвечать участкам дна, куда большая часть акустической энергии либо вообще не поступает (теневые зоны), либо она отражается в сторону (ровная поверхность на границе двух сильно различающихся по акустическим свойствам сред), либо затухает в толще осадка (флюидонасыщенные или однородные осадки).
В морских экспедициях программы ЮНЕСКО-МОК "Плавучий университет", в которых участвовал автор, использовались аппараты двух типов: гидролокатор бокового обзора ОКЕАН и глубоководные акустические
комплексы OREtech и МАК-1, дополнительно снабженные донными профилографами. ОКЕАН работает на частоте 10 кГц и буксируется за судном на глубине около 80 м. Полоса съемки за один проход составляет от 7 до 30 км, в зависимости от глубин воды. На получаемых акустических изображениях дна можно уверенно распознавать структуры на морском дне размерами в сотни метров. Впервые в мировой практике в рамках программы "Плавучий Университет" было успешно осушествлено комбинирование съемки с гидролокатором локатором ОКЕАН и сейсмопрофилирования, что послужило альтернативой использованию многолучевого эхолота. Гидролокаторы OREtech или МАК-1 буксируются за кормой судна на высоте около 100 или 50 м над дном и обеспечивают детальную съемку дна в полосе 2 км или 500 м, в зависимости от выбранной рабочей частоты - 30 или 100 кГц. Разрешение метода при использовании частоты 100 kHz составляет первые метры.
Сейсмическое профилирование
Непрерывное сейсмическое профилирование (НСП) обычно сопровождало акустическую съемку морского дна гидролокатором ОКЕАН, одновременно являясь самостоятельным методом исследований, позволяющим определить строение верхней части осадочного чехла. В рейсах по программе ЮНЕСКО/МОК "Обучение-через-исследования" в качестве источника упругих волн использовались пневмопушки объемом до 3 литров. Приемное устройство (пьезокоса) имела 1 - 6 каналов. Центральная частота приема составляла около 100 Гц.
Также широко использовался придонный профилограф
высокочастотная разновидность непрерывного сейсмического профилирования, работавший на частоте 3,5-5 кГц. Как правило, применялись два комплекта аппаратуры. Один располагался на борту и использовался для определения характера морского дна при переходах судна, во время сонарной съёмки и сейсмического профилирования или для более точного определения станции проботбора. Второй комплект входил в состав глубоководных буксируемых акустических комплексов OREtech и МАК-1. Использование метода позволяло выяснить строение верхних 50 м осадочного чехла. При глубоководных работах качество данных, получаемых этим методом, существенно возрастало, позволяя определять детали строения разреза в метровом масштабе.
Чрезвычайно информативными для выявления внутренней структуры осадочных тел и их развития, как в пространстве, так и во времени, являются данные, получаемые по методике трёхмерного сейсмического профилирования.
Для получения таких данных сейсмические профили закладываются на таком расстоянии друг от друга, что результатом съёмки будет являться так называемый "куб" данных, который может быть "разрезан" в любом направлении, а выводимый при этом сейсмический профиль всё равно будет обладать необходимой плотностью данных как вдоль, так и поперёк заложенной сетке профилей. Компьютерная обработка позволяет корректировать пространственное размещение отражающих горизонтов, создавая геометрически правильную объёмную картину строения осадочных толщ. Выборочно картируя определённые параметры, такие, как, к примеру, амплитуда отражённого сигнала, можно выявлять морфологию осадочных тел, сложенных определёнными породными комплексами. Так, в частности,
песчаные отложения обычно характеризуются высокой амплитудой отраженного сигнала, и поэтому на сейсмических данных можно уверенно выделить и установить морфологию песчаных комплексов руслового заполнения или осадочных лопастей.
К сожалению, применение метода является чрезвычайно дорогостоящим, и автором использовался лишь материал из опубликованных работ.
Донный пробоотбор
В экспедициях программы ЮНЕСКО/МОК "Обучение-через-исследования" для донного пробоотбора применялась ударная трубка весом 1,5 т, внутренним диаметром 146 мм и длиной 6 м. Это давало возможность получать осадочные колонки длиной до 6 метров, по которым проводилось изучение строения осадочного разреза, текстурные особенности и взаимоотношения различных литологических типов осадков. Осадочные колонки разрезались, фотографировались и детально описывались во время экспедиций. Затем отбирались образцы для экспресс- анализов на борту судна и для лабораторных исследований по окончанию экспедиции.
Для данной работы было изучено более 60 разрезов осадочных колонок, отобранных из различных морфологических элементов глубоководных осадочных систем. Пробы осадка изучались в мазках и шлифах. Для гранулометрических исследований использовались ситовой анализ и методы отмучивания, а также прецизионные определения на аппаратах Седиграф и Малверн.
В отдельных случаях, как, к примеру, для опробования коралловых
построек, использовался телегрейфер большого объема, позволяющий получать пробы весом до 1,5 тонны. Телегрейфер оснащен телекамерой и буксируется на высоте 1-3 м от дна, что позволяло визуально выбрать место пробоотбора.
Подводное телевидение
Теле- и фотосъемка морского дна с буксируемых аппаратов позволяла получать важную информацию о характере морского дна в пределах современных глубоководных осадочных систем. Впоследствии эти данные использовались для определения процессов осадконакопления, а также при интерпретации данных гидролокаторов бокового обзора и пробоотбора.
Обработка и интерпретация геолого-геофизических данных проводилась на кафедре литологии и морской геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, в Учебно-Научном Центре ЮНЕСКО-МГУ по морской геологии и геофизике, а также в лабораториях Саутгемптонского Океанографического Центра (Великобритания) и Нидерландского Института Морских Исследований (Нидерланды).
Изучение осадочных систем, рассмотренных в диссертационной работе, проводилось с использованием комплексного подхода (Иванов, 1999). На начальной (региональной) стадии обычно применялись методы региональной съёмки морского дна гидролокаторами бокового обзора дальнего действия или многолучевым эхолотом. Часто такой съёмке сопутствовало сейсмическое профилирование. Эти методы позволяли выделить на морском дне структуры с размерами от километров до сотен метров и установить их внутреннюю структуру и взаимоотношения с
прилегающими осадочными комплексами. На следующем этапе обычно выполнялись детальные картировочные работы отдельных элементов осадочных систем при помощи глубоководных гидролокаторов бокового обзора высокого разрешения. При этом размер изучаемых объектов составлял от десятков метров до метров, в зависимости от применяемой частоты съёмки. На основании этих данных планировались станции пробоотбора и профили подводного телевидения. Это позволяло осуществить литологическую калибровку акустических фаций и выявить особенности осадконакопления в пределах отдельных элементов осадочных систем.
Все материалы по району исследований сводились в единую информационную базу, что позволяло быстро и эффективно использовать их для комплексной обработки и корреляций с различной степенью разрешения.
Широко привлекались примеры из опубликованных работ. Особое внимание уделялось данным, полученным в процессе поиска и разведки глубоководных месторождений нефти и газа с использованием современных поисково-разведочных методов, таких как глубоководное бурение и трёхмерное сейсмопрофилирование.
Научная новизна и практическое значение
В работе широко использовались данные, собранные автором в 10 научно-исследовательских экспедициях последних 10 лет в Чёрном и Средиземном морях и в различных районах Атлантического океана. Применение геофизических методов высокого разрешения в сочетании с детальным пробоотбором и наблюдениями морского дна при помощи глубоководной теле- и видеоаппаратуры впервые позволило охарактеризовать
некоторые современные осадочные системы с детальностью, обычно присущей наземным полевым работам.
Подводные русловые системы и конуса выноса мелового и третичного возраста представляют собой важнейшие углеводородные резервуары на континентальных окраинах. Успешная разведка и эксплуатация этих ресурсов требует детального знания морфологии, закономерностей распространения и условий залегания отложений плотностных потоков на уровне индивидуальных прослоев. В настоящей работе впервые предпринята попытка детального анализа строения и развития различных глубоководных осадочных систем с целью выделения геологических тел, по своим характеристикам аналогичных разрабатываемым древним природным резервуарам глубоководного генезиса. Подобный анализ может успешно использоваться в дополнение к традиционным методам поиска и разведки месторождений нефти и газа, в частности, для повышения качества интерпретации геофизических данных и надёжности выбора объектов под глубокое бурение.
Применение современных высоко разрешающих методов в сочетании с комплексным анализом получаемых данных также позволило расширить наши представления и теоретическую базу о процессах осадконакопления на глубоководных участках континентальных окраин.
Работа может быть использована в качестве атласа глубоководных осадочных систем специалистами, работающими над интерпретацией поисковых геолого-геофизических данных, а также широким кругом геологов и геофизиков, интересующихся глубоководными осадочными обстановками.
Защищаемые положения
Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие защищаемые положения:
1) Современные осадочные тела глубоководного генезиса, сложенные грубозернистыми осадками, являются полными аналогами древних глубоководных природных резервуаров, активно разрабатывающихся в настоящее время.
2) Глубоководные песчаные отложения с высокими коллекторскими
свойствами в основном приурочены к русловым системам, формируемым
плотностными потоками. Песчаные разрезы значительных мощностей
формируются в пределах тальвегов и проксимальных прирусловых валов, а
также в ассоциирующихся с руслами осадочных лопастях.
3) Осадочные лопасти формируются гиперконцентрированными
плотностными потоками и сложены массивными прослоями хорошо
сортированного, однородного песка с включениями фрагментов пластичных
глинистых илов. Песчаный материал переносится вдоль системы
многочисленных разновозрастных русел. Пластовые песчаные тела
образуются в результате амальгамации таких русловых комплексов.
Крупные песчаные тела, формирующиеся в системах глубоководных придонных течений могут рассматриваться в качестве самостоятельного типа природных резервуаров глубоководного генезиса.
Полученные в ходе настоящей работы данные о распространении, составе и морфологии глубоководных карбонатных построек позволяют рассматривать их как возможный новый тип природных резервуаров.
Апробация работы
Различные части диссертационной работы опубликованы в 10-ти научных статьях, вышедших в отечественных и международных изданиях; в главах 6-ти монографий, изданных ЮНЕСКО и тезисах международных совещаний. Они неоднократно докладывались на научных семинарах и заседаниях кафедры литологии и морской геологии геологического факультета МГУ и Центра ЮНЕСКО-МГУ по морской геологии и геофизике, а также на следующих международных семинарах, конференциях и конгрессах:
Третья международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" (Кардифф, Великобритания, 1995 г.);
16-ое Европейское Совещание по Седиментологии Всемирной Ассоциации Седиментологов (Экс-ле-Бен, Франция, 1995 г.);
Международный Научный Конгресс студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодежь и наука - третье тысячелетие" (Москва, Россия, 1996 г.);
Четвертая международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" (Звенигород, Россия, 1996 г.);
Пятая международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" и Международный Конгресс: "Газ и флюиды в морских осадках: газогидраты, грязевые вулканы, тектоника, осадконакопление и геохимия Средиземного и Черного морей" (Амстердам, Нидерланды, 1997 г.);
Шестая международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" и Международное Совещание: "Карбонатные горы и холодноводные рифы" (Гент, Бельгия, 1998 г.),
Седьмая международная конференция по программе ЮНЕСКО
"Обучение через исследования" и Международное Совещание: "Геологические процессы на североатлантической континентальной окраине" (Саутгемптон, Великобритания, 1999 г.)
Девятая международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" и Международное Совещание: "Геологические процессы на глубоководной европейской континентальной окраине" (Москва-Звенигород, Россия, 2001 г.)
XI Совещание Европейского Общества по Наукам о Земле. (Страсбург, Франция, 2001 г.)
Десятая международная конференция по программе ЮНЕСКО "Обучение через исследования" и Международное Совещание: "Процессы взаимодействия геосферы, биосферы и гидросферы на глубоководной европейской континентальной окраине" (Авейро, Португалия, 2002 г.)
Также по договору с Министерством Природных Ресурсов Российской Федерации был подготовлен и передан в производственные организации атлас современных аналогов глубоководных коллекторов нефти и газа.
Благодарности
Автор глубоко благодарен своим научным руководителям проф. М.К. Иванову и проф. О.В. Япаскурту за постоянную и разностороннюю поддержку в ходе подготовки диссертационной работы.
Многие научные взгляды автора сформировались в ходе совместной работы и научных дискуссий с проф. Ф.Т. Фроловым, проф. П.П. Тимофеевым, проф. А.Ф. Лимоновым, Г.Г. Ахмановым, а также с сотрудниками и аспирантами кафедры литологии и морской геологии.
Подготовка этой работы была бы невозможна вне творческой и оптимистичной атмосферы Центра ЮНЕСКО/МГУ по морской геологии и геофизике на геологическом факультете МГУ. Неоценимую помощь на различных этапах этой работы оказывали сотрудники и аспиранты Центра Е.В. Козлова, П.В. Шашкин, СВ. Буряк, А.Н. Стадницкая, А.П. Сауткин, А.Л. Волконская, И.Ю. Беленькая, И. Куваев и др.
Автор глубоко признателен проф. В.Т. Трофимову, д-ру А.Е. Сузюмову и Е.Ш. Шаху новой за внимание и поддержку на всех этапах написания этой работы.
Большое спасибо также хочется сказать д-ру Нилу Кеньону из Океанографического Центра г. Саутгемптон (Великобритания) и д-ру Чирту ван Веерингу из Нидерландского Института Морских Исследований за предоставленную возможность поработать с уникальными данными по глубоководным обстановкам осадконакопления.
Автор выражает глубокую благодарность Министерству Природных Ресурсов РФ, сотрудникам и техническому персоналу ФГУНПП ПМГРЭ и ГП Южморгеология и экипажам НИС "Профессор Логачев" и "Геленджик".
Отдельно автору хотелось бы поблагодарить родителей и Н.С. Тырину за моральную поддержку и помощь в подготовке этой работы.
Структура и объём работы
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, разделяющихся на подглавы, разделы и подразделы, основных выводов и списка литературы. Объем работы - 227 страниц, диссертация иллюстрирована 116 рисунками, 3 таблицами и содержит библиографию из 142 наименований.
Каньонные осадочные комплексы
Подводные каньоны формируются на континентальном шельфе и склоне. Они могут быть связаны с водосборным бассейном врезанной подводной долиной, но в большинстве случаев прорезают континентальный склон, не простираясь выше бровки шельфа. Возникновение каньонов связывается с эрозионной деятельностью плотностных потоков, а также с обвально-оползневыми явлениями на континентальном склоне. Системы плотностных потоков, связанные с устьями крупных рек, как правило, питаются многочисленными обрушениями осадков на склонах продельты и верховьях континентального склона. Инициирующими факторами для обрушений могут являться землетрясения, собственный вес осадка, чрезмерная крутизна склона и волновое воздействие (Normark and Piper, 1991). Морфология и размеры подводных каньонов варьируют в широких пределах. В одних случаях это крупные одиночные долины, связанные с дельтами крупных рек, таких как Амазонка, Инд, Миссисипи или Конго (рис. 2.6), переходящие вниз по склону в распределительную систему турбидитных русел. В других, наиболее распространённых случаях, на верхнем склоне развивается целая система притоков. Для каньонов характерен достаточно большой уклон дна (от 1:20 до 1:50), однако стенки каньонов могут быть ещё более отвесны. Многие из известных каньонов достигают гигантских размеров - до десятков километров в ширину и до 2,5 километров в глубину. В плане большинство каньонов достаточно прямолинейны, хотя некоторые могут быть и извилистыми. Молодые каньоны обладают V-образным профилем, для более древних характерено выположенное дно русла.
Исследования с гидролокаторами бокового обзора и отбор проб со дна молодых каньонов выявили следы активной эрозии дна и накопление песчано-гравийно-галечного материала (рис. 2.7). Осадочное заполнение каньонов, питающих крупные турбидитные системы, обнаруживает сложное строение, в котором немаловажное место занимают меандрирующие русла. Их формирование обычно начинается в период, когда дно каньона достигает профиля равновесия. Стенки каньонов часто террасированы, что связывается с процессами обрушения стенок (рис. 2.8). Детальные сейсмические исследования и бурение миоценовой каньонной системы, располагающейся к западу от Габона (Wonham et al., 2000), выявили сложнейшую картину пространственного распределения множества разновозрастных русловых систем (рис. 2.9).
Обобщённая картина архитектуры осадочных фаций внутри каньона, составленная на основе геолого-геофизических данных, полученных при разведке многочисленных перспективных месторождений, приведена в работе Маяла и Стюарта (Mayall and Stewart, 2000) (рис. 2.10). Согласно ей, заполнение каньона обычно начинается с накопления песчано-гравийного материала, переносимого по каньону плотностными потоками. Затем каньон вступает в стадию расширения и частично заполняется хаотичными массами обвально-оползневого происхождения. При достижении состояния равновесия активность обвально-опозневых процессов снижается, и в каньоне начинают доминировать русловые системы. На ранней стадии развития формируются относительно прямолинейные русла, в которых накапливается значительное количество песчаного материала. Латеральная миграция таких русел приводит к образованию массивных песчаных прослоев с высоким отношением песок/глина. По мере развития русловых систем они становятся более извилистыми, начинают формироваться прирусловые валы, и отношение песок/глина постепенно уменьшается.
Подводные системы долин русел и прирусловых валов, развивающиеся в пределах подводных конусов выноса, представляют собой естественные продолжения каньонов, когда те достигают нижней части континентального склона и подножия. Градиент вдоль русла меняется от 1:50 на континентальном склоне и до 1:1000 на подножии. Комплексы русел и прирусловых валов имеет размах рельефа морского дна от нескольких десятков до сотен метров в высоту. Ширина русел при измерении между вершинами ограничивающих их валов может достигать 25 км, притом, что ширина тальвега не будет превышать 1-2 км. Детальные исследования показали, что борта русел часто террасированы. По морфологии русла могут быть прямыми или с различной степенью извилистости (рис. 2.11). Извилистость русла может меняться вниз по течению. Она обычно сильно извилистая в верховьях русла и затем постепенно выпрямляется к низовьям. На сейсмических записях видно, что многие русла имеют чёткую аградационную структуру с высокоамплитудными отражениями в центральной части русла, маркирующими накапливающиеся здесь грубозернистые отложения (рис. 2.12). Высокие скорости осадконакопления на прирусловых валах приводят к развитию нестабильности на отдельных участках склона и частичному обрушению валов. При этом потоки, проходящие по руслу, могут устремиться в образовавшуюся брешь и начать формировать новый русловой комплекс. Этот широко распространённый в крупных конусах выноса процесс называется авульсией (Damuth et ah, 1988). Формирование нового руслового комплекса обычно проходит в две стадии (рис. 2.13). На начальной стадии потоки, изливающиеся из прорванного вала, веерообразно распространяются по всей доступной площади, образуя осадочную лопасть с высоким содержанием песчаного материала. Со временем распределение потоков стабилизируется, вырабатывается преимущественное русло, и начинается рост прирусловых валов. На сейсмических записях ранней стадии соответствуют пачки отражающих горизонтов с высокими амплитудами (ПВА), выше которых обычно развиваются хорошо выраженные русла с прирусловыми валами. Впервые этот сценарий был предложен на основании данных бурения на Амазонском конусе выноса. Скважины, прошедшие пачки с высокими амплитудами, вскрыли в этих интервалах массивные прослои песков (Damuth et al., 1988) (рис. 2.14). Полученные в последнее время данные трехмерного сейсмопрофилирования подтвердили эту гипотезу. На горизонтальных срезах вдоль пачки высоких амплитуд, подстилающей развитый русловой комплекс, хорошо видна осадочная лопасть с радиальной структурой (Posamentier et al., 2000) (рис. 2.15).
Осадочные лопасти
aПлотностные потоки, проходящие по подводным руслам, в конечном итоге попадают в условия, когда энергии потока уже недостаточно для переноса осадка и начинается его осаждение. При этом формируются осадочные тела, в силу своей геометрии называющиеся лопастями (lobes). Согласно изначальным взглядам на строение конусов выноса, образование лопастей было привязано к континентальному подножию и абиссальной равнине. В настоящее время известно, что лопасти могут формироваться в разнообразных условиях, практически на любом участке склона. В плане геометрия лопастей может меняться от пламяподобной до каплевидной. На записях набортного профилографа видно, что современные лопасти очень слабо выражены в рельефе дна, располагаясь между небольшими руслами глубиной всего в несколько метров. Донное отражение обычно достаточно сильное и поэтому высота полезной записи ограничена. На сейсмических профилях фиксируются протяжённые параллельные отражающие горизонты средней амплитуды, что также свидетельствует о наличии песчаных отложений. Колонки из осадочных лопастей в большинстве случаев вскрывают алеврито-песчаный разрез. Пески часто однородные с включениями обломков пластичных глин. На сонограммах гидролокаторов бокового обзора осадочные лопасти выделяются как области с низким обратным рассеиванием, что может быть объяснено монотонностью слагающих их песчаных отложений. В настоящее время наиболее типичные обстановки накапления осадочных лопастей подразделяются на: региональные области разгрузки систем глубоководных русел на континентальном подножии и абиссальной равнине; локальные области разгрузки, включающие в себя окончания подводных русел в пределах небольших осадочных бассейнов на континентальном склоне и участки прорыва стенок руслового комплекса, образующиеся на начальной стадии формирования нового русла.
Области разгрузки систем глубоководных русел на континентальном подножии и абиссальной равнине По данным регионального картирования глубоководного конуса выноса Конго (Vittori et al., 2000), осадочные лопасти здесь обычно располагаются на окончаниях русловых комплексов, придавая осадочной системе вид "виноградной кисти" (рис. 2.27). Лопасти достигают 20-50 км в длину при ширине 10-40 км. Наиболее удалённые из них найдены на расстоянии 700 км от источника сноса. На картах отражающей способности многолучевого эхолота видно, что лопасти имеют неоднородное строение и состоят из нескольких сублопастей, поверхность которых прорезана веерообразной сетью питающих русел. Осадочные колонки, отобранные из сублопастей, показали, что они сложены преимущественно песчанистыми слоями, иногда заключёнными между прослоями отложений обломочных потоков. Колонки из межлопастевых областей вскрыли разрез тонких гемипелагических осадков (рис. 2.28). Хорошо выраженные осадочные лопасти, располагающиеся на окончаниях русловых комплексов, были описаны в глубоководном проливе Макассар на восточной окраине Индонезии (Posamentier et al., 2000). На горизонтальных срезах данных трехмерного сейсмопрофилирования они видны как удлинённые области с высокой амплитудой отражённого сигнала (рис. 2.29). Кроме того, на срезах можно заметить, что русловые процессы продолжают играть значительную роль в формировании лопасти, однако разрешение метода не позволяет охарактеризовать их более детально. Другой комплекс современных осадочных лопастей был исследован в районе, располагающемся к западу от островов Корсика и Сардиния в Средиземном море (Kenyon et al., 2002) (рис. 2.30). Континентальный склон здесь прорезан системой глубоких каньонов, поставляющих грубозернистый осадочный материал непосредственно на абиссальную равнину (рис. 2.31). Осадочные лопасти видны на сонограммах гидролокаторов бокового обзора как области низкого обратного рассеивания с более сильно рассеивающим окаймлением (рис. 2.32 и 2.33). Лопасти могут достигать 70 км в длину. На записи придонного профилографа ГБО МАК-1 видно, что одной из областей высокого обратного рассеивания отвечает осадочный разрез, в верхней части которого выделяются перекрывающиеся линзовидные прослои. Осадочные колонки, отобранные из линз, показали, что эти прослои сложены массивными однородными, бесструктурными среднезернистыми песками с включениями фрагментов пластичных глин (рис. 2.34). Однородность песка, включения фрагментов глинистых илов, а также присутствие до 2% глинистой примеси (рис. 2.35) позволяют интерпретировать такие песчаные прослои как отложения концентрированных плотностных потоков.
Песчаные лопасти могут формироваться практически в любом районе склона, на участках, где энергия плотностных потоков снижается до значений, при которых будет осаждаться грубозернистый материал. Такие условия обычно создаются при резком выполаживании склона в пределах локального осадочного бассейна или выхода потока из стремнины на обширное пространство. Локальные мини-бассейны часто формируются на пассивных окраинах с развитым комплексом сбросовых нарушений, на плечах рифтов или же на участках окраины, подверженной влиянию диапиризма (как солевого, так и глиняного). При помощи методов трехмерного сейсмопрофилирования такие осадочные тела всё чаще обнаруживаются в древних отложениях, и всё очевиднее становится распространённость коллекторов такого типа (Mayall and Stewart, 2000) (рис. 2.36). В некоторых случаях разрез осадочного бассейна может содержать отложения осадочных лопастей на различных стратиграфических интервалах, причём на временных срезах видно, что лопасти, накапливавшиеся в разное время, очень схожи по морфологии (Demyttenaere et al., 2000) (рис. 2.37).
Площадные осадочные системы на примере восточной окраины бассейна Поркьюпайн
Бассейн Поркьюпайн представляет собой крупную впадину, располагающуюся на Европейской континентальной окраине к западу от Ирландии. На севере бассейн распространяется до Ирландского шельфа и глубина воды здесь составляет около 200 м. К юго-востоку глубина воды постепенно увеличивается, и бассейн сливается с абиссальной равниной Поркьюпайн, где глубина достигает 4000 м. Окружающие бассейн Банка Поркьпайн, хребет Слайн, ирландский шельф и отрог Гобан сложены метаморфическими породами докембрия и палеозоя. Сам же бассейн является недоразвитой рифтовой структурой средне-позднеюрского возраста (Naylor and Shannon, 1982; Moore and Shannon, 1992). В кайнозое происходило термальное проседание бассейна, в ходе которого в его центральной части накопилась осадочная толща мощностью около 10 км. Четвертичная геология бассейна изучена слабо; в настоящее время преобладает пелагическое и гемипелагическое осадконакопление. Интересные песчаные наносы, связанные с системой глубоководных придонных течений, были встречены на восточной окраине бассейна Поркьюпайн. Согласно океанографическим измерениям температуры и солености водной толщи в приустьевой части бассейна, в пределах верхних 750 м водной толщи устанавливается северо-восточная атлантическая вода. Водная толща в интервале 750-950 м определяется как средиземноморская вода, для которой характерна повышенная соленость и пониженное содержание кислорода. Под интервалом средиземноморской воды, на глубине 1700 м, устанавливается горизонт с высоким содержанием кислорода и низкой соленостью, который интерпретируется как воды Лабрадорского моря. Небольшое увеличение солености, наблюдаемое на глубине около 1900 м, указывает на присутствие водных масс из Норвежского моря. Ниже этой отметки колебания температуры и солености незначительны (Hargreaves, 1984).
Наблюдения на северо-западной континентальной окраине Европы показали, что в верхней части склона отмечается присутствие остаточных придонных течений, следующих в северном направлении параллельно контурам. Так, Кеньон (Кепуоп, 1986), основываясь на данных гидролокатора бокового обзора, описал на глубинах 400-800 м донные формы, свидетельствующие о том, что скорость течения может достигать 40-75 см/с. В работе Нью и Смит-Райт (New and Smith-Write, 2001) приведены данные математического моделирования, указывающие на существование течения в верхней части водной толщи, следующего в северном направлении вдоль восточной окраины бассейна (рис. 3.28). В 1997 и 1998 году программа Плавучий Университет проводила исследования в этом районе (рис. 3.29), направленные на выявление морфологии и особенностей развития крупных глубоководных коралловых построек, открытых здесь несколько раньше бельгийскими учёными (Henriet etal., 1998). Было обнаружено, что постройки развиваются в интервале глубин 500-1000 м и тесно ассоциируются с сильными придонными течениями, активно эродирующими морское дно на одних участках и откладывающими осадок на других. С помощью ГБО высокого разрешения и записей придонного профилографа на дне были обнаружены обширные песчано-гравийные поля и зоны донной эрозии (рис. 3.30). На сонограммах песчано-гравийные поля устанавливаются как области с низким обратным рассеиванием, на поверхности которых развиваются различные донные формы. Среди них наиболее распространены песчаные "полосы", волны и барханы. На профилях подводного телевидения, пересекающих некоторые из полей, видны разнообразные знаки ряби, развивающиеся на песчаном дне (рис. 3.31). Также в ходе исследований были обнаружены практически неизвестные до этого донные формы. На акустических изображениях была отмечена система протяженных параллельных штрихов с низким обратным рассеиванием, которые изначально интерпретировались как следы донного траления (рис. 3.32). Однако профиль подводного телевидения показал, что штрихи представляют собой песчаные валы высотой около метра и длиной до нескольких километров, формирующиеся в зоне высоких скоростей придонного течения (рис. 3.33).
Предполагается, что придонное течение существует в этом районе, по крайней мере, со среднего миоцена, что привело к формированию в рельефе дна нескольких долин. На сейсмических профилях видно, что эти долины представляют собой ни что иное, как осадочные рвы, известные для большинства гигантских контуритовых наносов (рис. 3.35) (Van Rooij et al., 2003). Такие рвы обычно формируются там, где течение прижимается к континентальной окраине, образующей один из бортов рва, вдоль которого наблюдаются пониженные скорости осадконакопления или эрозия. Второй борт, напротив, является аккумулятивным. Обнаруженные на восточной окраине бассейна Поркьюпайн песчаные отложения накапливаются в центральной зоне долин, где придонное течение обладает наибольшей энергией. Данные ГБО дальнего действия ОКЕАН указывают на то, что песчаные покровы могут занимать значительные площади - до 15 км в диаметре (рис. 3.36). Примечательным является то, что на записи придонного профилографа, полученной вдоль профиля с ГБО высокого разрешения (режим 100 кГц) удалось увидеть внутреннюю структуру такого покрова. Под участком дна с хорошо развитым комплексом песчаных волн видна осадочная пачка мощностью до 7 метров, состоящая из множества перекрывающихся линзовидных тел (рис. 3.37). Накопление такой пачки, по-видимому, происходит во время латеральной миграции придонного течения, в результате чего формируются многочисленные врезы, которые впоследствии заполняются песчаным материалом.
Переотложение глубоководных песков и алевритов придонными течениями на примере дистальной части конуса выноса р. Миссисипи
Установлено, что придонные течения различного происхождения переносят и откладывают песчаный материал в верхних частях континентальных окраин, таких, к примеру, как Бразильская (Viana and Faugeres, 1998) и Европейская (Kenyon, 1986). Также имеется всё возрастающее число наблюдений, свидетельствующих о том, что в батиальных обстановках существуют придонные течения, способные переносить значительные количества осадка, включая пески и алевриты (HoUister and McCave, 1984). Поля песчаных волн и эрозионных рытвин были открыты во время глубоководных наблюдений в районе уступа Зигзби, располагающегося на континентальном подножии Мексиканского залива (Damuth et al., 1991; Bryant et al., 2000). Наличие таких донных форм указывает, что придонное течение в этом районе может достигать скорости более 1 м/с. Случай, при котором системы плотностных потоков и придонных течений могут сосуществовать в одном районе и при этом отложения плотностных потоков будут переоткладываться придонными течениями, уже рассматривался несколькими авторами. Так, Шанмуган (Shanmugan et al., 1993) предположил, что облако взвеси, формируемое мутьевым потоком, может быть подхвачено придонным течением, что вызовет переотложение материала в направлении, отличном от направления распространения мутьевых потоков. Руководствуясь таким предположением, автор также интерпретирует некоторые песчаные интервалы, вскрытые поисковыми скважинами на континентальном склоне Техаса и Луизианы, как песчаные турбидиты, переотложенные придонным течением. Подобные пески также были описаны в отложениях эоценовой формации Карапебус на Бразильской континентальной окраине (Mutti et al., 1980; Barros et al., 1982).
В конце 80-х - начале 90-х годов значительная часть дна Мексиканского залива была закартирована с использованием гидролокаторов бокового обзора различного разрешения (EEZ-SCAN 8 scientific party, 1987; Twichell et al, 1991, 1995). Это позволило, в частности, изучить современный глубоководный конус выноса р. Миссисипи. В ходе детальных работ в дистальной части конуса выноса с 30 кГц гидролокатором бокового обзора были исследованы наиболее молодые, позднеплейстоценовые, осадочные лопасти конуса выноса (рис. 3.38). При анализе акустических изображений дна в сотрудничестве с д-ром Н. Кеньоном (Саутгемптонский Океанографический Центр) и д-ром Д. Твитчелом (Геологическая Служба США) автором были обнаружены и изучены свидетельства того, что в районе накопления осадочных лопастей на глубине около 3200 м существует достаточно сильное придонное течение, способное переносить и откладывать песчано-алевритовый материал (Кепуоп et al., 2002). Существование придонных течений в глубоководных областях Мексиканского залива было обнаружено ещё в начале 70-х годов (Pequegnat et al., 1972; Pequegnat, 1972). На донных фотографиях, полученных в районе исследования, видны поля ряби, указывающие, что скорость течения может достигать 0,5 м/с. Наиболее молодые осадочные лопасти выделяются на сонограммах дна как области высокого обратного рассеивания с характерными дендритовидными очертаниями (Twichell et al., 1991) (рис. 3.39). Отбор проб показал, что лопасти сложены бесструктурными песками и алевритами, представляющими собой отложения гиперконцентрированных плотностных потоков (Кепуоп, 1991; Nelson et al., 1992). На поверхности осадочных лопастей были замечены многочисленные месяцевидные тела, ориентированные в одном направлении (рис. 3.40). Эти тела были проинтерпретированы как барханы, формируемые придонным течением, существующим в районе. Ширина барханов может достигать 200 м, и они не распознаются на записях придонного профилографа. Возможно, их высота не превышает 1-2 м и лежит ниже предела разрешения придонного профилографа. По геометрии барханов можно определить, что придонное течение направлено с ЮВ на СЗ. Кроме барханов, была отмечена характерная донная штриховка, направление которой согласуется с направлением придонного течения. Длина отдельных штрихов может достигать 6 км, при расстоянии между ними около 150 м. Часто штриховка ассоциируется с полями барханов, располагаясь по краям индивидуальных барханов. И барханы, и штриховка характеризуются чрезвычайно низким обратным рассеиванием, что свидетельствует об их однородном песчаном составе. Отдельные поля штриховки можно наблюдать на краях осадочных лопастей, что свидетельствует о переотложении слагающего их материала придонным течением (рис. 3.41).
По своим параметрам описанные глубоководные барханы и донная штриховка напоминают донные формы, известные как на мелководных шельфовых областях, обеднённых песчаным материалом (Кепуоп and Belderson, 1969; Belderson et al., 1982), так и на более глубоких участках континентальных окраин (Lonsdale and Malfait, 1974; Cochonat et al, 1989). Несмотря на то, что пробы непосредственно не были отобраны из-за большой глубины и незначительных размеров барханов, можно предположить, что барханы сложены смесью фораминиферового и терригенного песков. Первый является продуктом размыва голоценовых фораминиферовых илов, покрывающих большую часть глубоководного Мексиканского залива (Bouma, 1972; Huang and Goodell, 1970), а второй возникает при переотложении терригенных осадков плотностных потоков, слагающих осадочные лопасти конуса выноса Миссисипи. Можно предположить, что при формировании осадочного разреза, конечным результатом процесса переотложения будет накопление прослоев косослоистых песчаных контуритов, обогащенных раковинами фораминифер.
Все барханы были найдены исключительно в пределах осадочных лопастей конуса выноса. Это может служить показателем того, что песчано-алевритовые осадки плотностных потоков являются "питающей провинцией" при формировании барханов. Согласно акустическим данным и пробоотбору в районе исследований присутствует несколько генераций осадочных лопастей (Twichell et al., 1995), наиболее древние из которых могут залегать на глубине 8 м, а наиболее молодые залегают на поверхности или покрыты тонким слоем гемипелагических осадков. Большинство барханов было найдено именно в пределах молодых лопастей, что также свидетельствует о переотложении песчано-алевритовых осадков плотностных потоков придонным течением.
