В южную группу западно-кордильерских бассейнов входят бассейны, расположенные в непосредственном соседстве друг с другом в штате Калифорния. Они объединяются под общим названием Калифорнийских. Выделяется пять небольших по площади бассейнов — бассейн р. Ил, Салинас-Кайяма, Санта Мария, Вентура и Лос-Анжелос и один более обширный — Сан Хаокин. Кроме первых двух, они, в особенности бассейны Лос-Анжелос и Сан Хаокин, принадлежат в числу богатейших нефтегазоносных территорий земного шара (рис. 178).
Бассейны р. Ил, Салинас-Кайяма, Санта Мария и Вентура представляют собой сравнительно небольшие впадины, расположенные среди служащих им обрамлением поднятых элементов молодой складчатой системы Береговых хребтов Калифорнии, обрезаемой с запада современной береговой линией Тихого океана. В последний все эти бассейны открываются к северо-западу или к западу. Система Береговых хребтов обладает почти на всем своем протяжении общим СЗ—ЮВ простиранием. На самом же юге оно резко сменяется широтным. Широтный отрезок Береговых хребтов обычно именуется Поперечными хребтами. Среди них расположен бассейн Вентура.
Бассейн Лос-Анжелос частично также открывается на северо-западе и юго-востоке в Тихий океан и частично с юго-запада и с севера ограничен тоже поднятым элементом системы Поперечных хребтов. С северо-востока же его обрамлением служит Полуостровной хребет — элемент невадийской, т. е. юрского возраста, более древней по сравнению с Береговыми хребтами зоны консолидации.
Обширный бассейн Сан Хоакин геотектонически представляет собой предгорную впадину системы Береговых хребтов. Он вытянут с ССЗ на ЮЮБ между системой Береговых хребтов на ЗЮЗ и элементом зоны невадийской консолидации — поднятым массивом Сиерры Невады на BCB, служащих соответственно его обрамлениями. Северо-западное и юго-восточное замыкания бассейна образованы тесно сближающимися с Береговыми хребтами выступами к западу зоны невадийской консолидации. На севере — это горы Кламат.
Морфологически все указанные элементы обрамления выражены средневысотными до высоких горами, с отметками от -1000 м до 4000 тыс. м и выше.
Элементы невадийской зоны, служащие обрамлениями Калифорнийских бассейнов, представляют собой в основном крупные гранитные батолиты, местами несущие покров интенсивно дислоцированных и метаморфизованных мезозойских, а иногда и более древних толщ. На крайнем севере развиты также покровы третичных эффузивов.
Элементы береговых гор, обрамляющие бассейны, сложены в своих ядрах и наиболее поднятых частях метаморфизованными образованиями и основными интрузивами дотретичного, в основном верхнеюрского, так называемого францисканского комплекса, а местами, видимо, и более древними образованиями. Относительно менее поднятые части сложены терригенными третичными толщами, главнейшие — миоценовыми и более ограниченно палеогеновыми и плиоценовыми.
Нефтегазоносные бассейны связаны с межгорными впадинами и обладают чрезвычайно сложным строением. Нижний структурный этаж, служащий в бассейнах фундаментом, резко расчленен, часто образуя мозаику отдельных блоков. Помимо пликативных дислокаций, очень важную роль играют дизъюнктивные нарушения. Иногда последние, как, например, зона разлома Сан Андреас, принадлежат к числу крупнейших на земном шаре. Поднятые элементы, обрамляющие межгорные бассейны, чаще всего в той или иной мере ограничены сложно построенными разрывами. Поэтому сами бассейны часто грабенообразны. Иногда небольшие впадины бассейнов в свою очередь распадаются все же на отдельные части, полуобособленные друг от друга структурными порогами, перекатами, либо поднятыми по разрывам блоками фундамента. В частности, бассейн Салинас-Кайяма распадается подобным образом на две основные части: северо-западную — Салинас и юго-восточную — Кайяма; в бассейне Лос-Анжелос его северо-восточная часть по разлому несколько обособлена от юго-западной.
Внутри осадочных толщ бассейнов наблюдается несколько несогласий, из которых наиболее выдержанное несогласие между миоценом и плиоценом. В осадочной толще бассейнов развиты различного рода антиклинальные поднятия, часто группирующиеся в выдержанные зоны.
Сравнительно проще построен Сан Хоакин. Он асимметричен, обладает узким крутым западным и широким пологим восточным бортами. Западный борт значительно осложнен выступами обрамляющих его поднятых элементов Береговых хребтов и антиклинальными зонами и поднятиями в осадочной толще бассейна, видимо, в основном связанными с этими выступами. Восточный борт обладает в общем гомоклинальным строением. Оно сравнительно слабо осложнено продольными сбросами небольшой амплитуды и поднятиями, часто связанными с этими сбросами.
Фундамент Калифорнийских бассейнов сложен главным образом гранитами и интенсивно метаморфизованными юрскими породами и францисканским комплексом. Имеются неясные указания, что в бассейне Лос-Анжелос в комплекс фундамента входят также отложения верхнего мела — нижнего миоцена и нижнемиоценовые эффузивы, а в бассейне Салинас-Кайяма — меловые отложения.
В бассейне Сан Хоакин осадочное выполнение слагается толщами мела, палеогена, миоцена и плио-плейстоцена. Меловая толща слагает основную часть осадочного комплекса в северной части бассейна. В южном направлении по простиранию бассейна мощность ее постепенно уменьшается вплоть до полного выклинивания. Среди третичного комплекса палеоген занимает вообще весьма подчиненное положение, мощность же миоцена и плио-плейстоцена постепенно уменьшается с юга на север (рис. 179).
Из других Калифорнийских бассейнов лишь в бассейне Вентура меловые, в частности, верхнемеловые и палеогеновые отложения играют существенную роль в осадочном комплексе. В основном же он слагается миоценовыми и плио-плейстоценовыми толщами. Меловые и палеогеновые отложения либо вовсе отсутствуют, либо представленные в сокращенных мощностях слагают базальные горизонты осадочного выполнения, в известной мере носящие характер, переходный к комплексу фундамента.
Литологически осадочные толщи слагаются преимущественно песчаноглинистыми отложениями. Довольно широко распространены, особенно в разрезе миоцена, кремнистые глины и аргиллиты и так называемые диатомовые сланцы. Среди глинистых толщ присутствуют темноцветные, обогащенные органическим веществом, разности. В базальных горизонтах развиты преимущественно грубообломочные разности терригенных пород, иногда с примесью туфогенного материала. Чисто карбонатные породы встречаются лишь в виде исключения. Основная часть осадочного выполнения принадлежит к морским образованиям, но часто на различных стратиграфических уровнях встречаются и континентальные отложения.
Фациальный состав и мощности осадочного комплекса подвержены резким изменениям по площади в связи с упомянутым резким расчленением фундамента бассейнов (кроме бассейна Сан Хоакин). Для относительно поднятых частей бассейнов наиболее характерна общая мощность осадочного комплекса примерно в 500—1200 м, максимальная же общая мощность для опущенных частей бассейнов составляет (примерные цифры): Лос-Анжелос — 18 000 м, Вентура — 15 000 м, Сан Хоакин и Салинас-Кайяма — 10 000 м, Санта Мария — 4500 м, р. Ил — свыше 4000 м.
Основная нефтегазоносность в Калифорнийских бассейнах связана с миоценовыми и плиоценовыми отложениями; весьма подчиненное значение имеет нефтегазоносность палеогена (бассейны Сан Хоакин и Вентура) и еще меньшее — верхнего мела (бассейн Сан Хоакин).
Коллекторские отложения представлены в основном песчаными породами, нередко — грубыми разностями, до конгломератов, а природные резервуары — пластовым типом. Наряду с ними, в особенности в бассейне Санта Мария, большое значение в качестве коллекторов имеют трещиноватые аргиллиты и глинисто-кремнистые сланцы, в частности, упомянутой формации Монтерей. В бассейнах Сан Хоакин, Лос-Анжелос и Вентура на нескольких месторождениях промышленно нефтеносны трещиноватые изверженные и метаморфические породы фундамента.
Бассейн р. Ил, в котором известно только одно небольшое месторождение, представляет собой лишь перспективную территорию. В бассейне Салинас-Кайяма несколько относительно крупных месторождений было открыто сравнительно недавно, и он также в основном принадлежит лишь к перспективным территориям. Такой же характер носит большая северная и средняя часть бассейна Сан Хоакин, в которой известны лишь сравнительно немногочисленные и небольшие газовые месторождения. В южной же части этого бассейна и в остальных Калифорнийских бассейнах сосредоточены на сравнительно небольших площадях многие десятки месторождений, среди которых много очень крупных.
Зоны нефтегазонакопления и группы месторождений Калифорнийских бассейнов весьма многочисленны и разнообразны. Далее кратко описываются лишь основные из них, но с которыми связаны месторождения, дающие подавляющую часть добычи бассейнов.
Наиболее развиты антиклинальные зоны, тектонически связанные явно или предположительно, непосредственно, или косвенно, с многочисленными разломами и разрывами, служащими важной чертой тектоники региона.
К числу антиклинальных зон, явно и непосредственно связанных с разломами, принадлежит зона Ньюлорт-Инглвуд в бассейне Лoc-Анжелос. Разлом, по которому преобладает боковая компонента смещения, протягивается с северо-запада на юго-восток через всю западную часть бассейна. От него под острым углом отходит ряд перистых разрывов с преобладающим сбросовым характером. Непосредственно у этих разрывов развиты антиклинали и брахиантиклинали, располагающиеся несколько эшелонирование, следуя простиранию разрывов, вдоль всего разлома. Около десятка этих поднятий продуктивны. Крупные месторождения Лонг-Бич, Хантингтон, Домингец, Сил-Бич и другие образуют антиклинальную зону нефтегазонакопления. Они построены относительно просто. Это чаще сравнительно симметричные, довольно крутые поднятия, с углами до 45°, не очень интенсивно осложненные разрывами. Залежи почти все пластовые сводовые, иногда разбитые на отдельные блоки. Месторождения многопластовые, с большой высотой этажа нефтеносности; иногда большое количество пластовых сводовых залежей, располагающихся одна над другой и разделенных весьма маломощными глинистыми разделами, образуя залежь типа переходного к массивному. На рис. 180 отражена эта и некоторые другие особенности месторождений описываемой зоны нефтегазонакопления.
Другая антиклинальная зона нефтегазонакопления, явно связанная с разломом, протягивается вдоль разлома Уиттайер, носящего надвиговый характер. Он проходит у северо-восточной окраины бассейна Лoc-Анжелос с северо-запада на юго-восток. Непосредственно или почти непосредственно вдоль разлома протягивается цепочка продуктивных антиклинальных поднятий, образующих зону нефтегазонакопления с месторождениями Уиттайер, Пуэнте Хиллс и др. Антиклинальные месторождения содержат в основном пластовые сводовые залежи. Согласно не совсем ясным описаниям месторождение Олинда этой в целом антиклинальной зоны принадлежит к моноклинально-разломному типу: оно не связано с замкнутым поднятием, а содержит залежи, тектонически экранированные основным продольным и второстепенными, отходящими от него разрывами.
Вдоль южной части юго-западного и вдоль юго-восточного борта бассейна Сан Хоакин расположен ряд коротких антиклинальных зон. Они протягиваются вдоль этих бортов, т. е. с северо-востока на юго-запад, а затем поворачивают к северо-востоку, следуя центриклинальному замыканию бассейна, но расположены в основном кулисообразно. Такое же кулисообразное расположение часто характерно для отдельных поднятий, образующих эти зоны. Для более крупных зон довольно отчетливо устанавливается, что они представляют собой юго-восточные косые погружения поднятых элементов, входящих в западное обрамление бассейна. Согласно некоторым представлениям эти поднятия связаны с системой перистых сбросов, косо отходящих от протягивающегося западнее основного разрыва Сан Андреас. С упомянутыми кулисообразными антиклинальными зонами связан ряд коротких, но изобилующих крупными месторождениями антиклинальных зон нефтегазонакопления. Отчетливее всего выделяются зоны поднятия и одноименных месторождений или площадей Коалинга-Кеттлмен Хиллс, Лост Хиллс, Антелоп Хиллс-Элк Хиллс, Коулс Леви, Уилер Ридж-Теджон Хиллс. Поднятия, образующие зоны, и связанные с ними месторождения представляют собой то вытянутые, довольно сжатые антиклинали, то небольшие, часто пологие, брахиантиклинали; часто они в той или иной мере нарушены. В зоне Уилер Ридж-Теджон Хиллс, протягивающейся вдоль юго-восточного центриклинального замыкания бассейна, наблюдается резкое опрокидывание к северу, в сторону Центральной части бассейна. Залежи преобладают пластовке сводовые, довольно часто встречаются лито логически, реже тектонически экранированные; известны запечатанные асфальтом залежи, например, на площади Koaлинга.
Нa отдельных отрезках антиклинальных зон с ними совпадают зоны выклинивания или фациального замещения тех или иных коллекторских горизонтов. На этих отрезках зоны нефтегазонакопления принимают частично или полностью стратиграфический характер, а на антиклинальных месторождениях преобладают литологически экранированные заложи. Так, на антиклинали Коаликга нижний этаж зоны нефтегазонакопления образован выклиниванием и фациальным замещением эоценовых коллекторских горизонтов; на антиклиналях Коулс Леви и Палома нефтенакопление связано с выклиниванием и фациальным замещением миоценовых коллекторов.
Еще сложнее построена зона нефтегазонакопления Мидуэй-Сансет. Ее нижний этаж — антиклинальный, местами образован поднятиями типа структурных носов, с соответствующего же типа месторождениями, содержащими пластовые сводовые залежи в миоценовых слоях. Верхний же этаж зоны стратиграфический, образован моноклинальными месторождениями. Последние содержат залежи в миоценовых слоях, стратиграфически экранированные плиоценовыми слоями, несогласно срезающими миоценовые, а в плиоцене залежи прислонены к поверхности несогласия между миоценом и плиоценом или запечатаны асфальтом (рис. 181).
Предположительно связаны с разрывами антиклинальные зоны, образованные цепочками антиклинальных поднятий, вытянутыми вдоль крупного надвига Санта Клара на южном борту бассейна Вентура и вдоль меньших разрывов на северном борту этого бассейна. С обоими связаны антиклинальные зоны нефтегазонакопления, образуемые отдельными продуктивными поднятиями, главным образом брахиантиклиналями. Южная зона значительно богаче. В нее входят месторождения Саус Маунтэйн, Шайеллс Кэнион и др. (рис. 182).
В бассейне Салинас-Кайяма, по-видимому, с крупным разрывом Рассел связана антиклинальная зона, слагаемая несколькими поднятиями. Сравнительно недавно на них были открыты нефтяные месторождения Рассел Рэнч, Саус Кайяма и другие и поднятия стали установленной зоной нефтегазонакопления. Основные продуктивные поднятия построены здесь чрезвычайно сложно; они обрезаны главным разрывом Рассел, интенсивно нарушены многочисленными сбросами, большей частью отходящими от него, и осложнены надвиганием, направленным навстречу главному разрыву. Залежи здесь преобладают тектонически экранированные, либо пластовые сводовые, разбитые на отдельные блоки (рис. 183).
В ряде случаев небольшие антиклинальные зоны, развитые среди бассейнов и служащие зонами нефтегазонакопления, и группы продуктивных поднятий не обнаруживают непосредственной связи с разрывами и, возможно, представляют собой свободные складки мощных осадочных толщ.
Таковы на восточном борту бассейна Сан Хоакин, ближе к осевой зоне бассейна, антиклинали месторождений Рио Браво-Грили и газового месторождения Семитропик — на юге, а севернее — месторождений Хелм, Рэйзин Сити и др. Таковы же, по-видимому, в бассейне Лос-Анжелос зоны одноименных месторождений Плэйа дель Рэй — Эль Сегундо и Ист Койоут — Уэст Койоут; в бассейне Санта Мария — зона Касмалия — Оркатт, в бассейне Вентура — зона Ринкон — Вентура Авеню. Их месторождения связаны обычно с антиклинальными или куполообразными поднятиями, иногда значительно нарушенными и разбитыми на отдельные блоки, и содержат пластовые сводовые залежи. Месторождение Вентура Авеню принадлежит к числу крупнейших, так же как и месторождение Санта фе Спрингс, расположенное несколько обособленно, возможно, на продолжении зоны Ист Койоут — Уэст Койоут. Оба они отличаются своей многопластовостью и высотой этажа нефтеносности; залежи их, по-видимому, носят такой же переходный к массивному типу характер, как залежи месторождений вышеописанной зоны Ньюпорт — Инглвуд.
Несколько другой характер носит антиклинальная зона нефтенакопления у юго-западной окраины наземной части бассейна Лос-Анжелос. С этой зоной связаны месторождения Торренс и Уильмингтон. Она, видимо, представляет собой крупную складку облекания. Месторождение Уильмингтон принадлежит к числу крупнейших. Оно связано с пологим куполообразным поднятием на периклинальном погружении указанной складки. Месторождение содержит ряд пластовых сводовых залежей, иногда разбитых на отдельные блоки крупными разрывами, нарушающими поднятие.
Моноклинальные зоны нефтегазонакопления, связанные со сбросами, известны на далеком северо-восточном борту бассейна Сан Хоакин. Они приурочены к упомянутым выше сбросам, осложняющим гомоклиналь этого борта, примыкающую к массиву Сиерра Невада. Две более восточных из этих зон, по-видимому, чисто моноклинальные. Их месторождения связаны не с замкнутыми поднятиями, а лишь с основными продольными сбросами и отходящими от них более мелкими поперечными разрывами (месторождения Маупт Посо, Раунд Маунтэйн и др.). Подчиненное значение в этих зонах, видимо, имеет выклинивание у сбросов некоторых коллекторских горизонтов миоцена и плиоцена. Залежи здесь преимущественно тектонически экранированные.
В третьей, западной зоне наряду с такого же типа месторождениями, например, Эдисон, имеются также антиклинальные месторождения, приуроченные к поднятиям, связанным со сбросом. По-видимому, таковы месторождения Керн Ривер, Керн Фронт и др. Таким образом, эта зона нефтегазонакопления носит смешанный характер.
Моноклинальной стратиграфической зоной нефтегазонакопления, по-видимому, является зона месторождений Санта Мария — Вэлли — Ист Кэт Кэннон на северо-восточном борту бассейна Санта Мария. Зона связана со срезанием коллекторских горизонтов миоценовой свиты Монтерей, несогласно перекрываемых плиоценом. Месторождения ее — моноклинальные, с залежами в миоцене, стратиграфически экранированными поверхностью несогласия, и с залежами в плиоцене, прислоненными к этой поверхности.
На восточном борту бассейна Вентура в сильно дислоцированном районе расположена группа месторождений Дель Валле, Алисо Кэннон и других, связанных со сложно построенными и интенсивно нарушенными антиклинальными поднятиями, содержащими тектонически экранированные и сводовые, разбитые на отдельные блоки залежи.
В пределах описанных бассейнов дальнейшая перспективность связывается в первую очередь с более глубокими, в основном палеогеновыми, а в бассейне Сан Хоакин — меловыми горизонтами, часто недостаточно разведанными. Кроме того, большое значение имеют все более и более развивающиеся подводные площади.
