Западным горным обрамлением бассейна Денвер служат следующие элементы Восточных Кордильер (с севера на юг): поднятия Блэк Хиллс и Хартвилл, далее — расположенные слегка кулисообразно по отношению друг к другу горы Ларами, Передовой хребет (Фронт Рэндж), горы Кэт и Сангре-де-Кристо. Они резко отграничивают бассейн от ряда расположенных западнее межгорных впадин Скалистых гор (рис. 143).
Восточным обрамлением Западного внутреннего бассейна служат платформенные поднятия. На севере — это Миссисипский свод, южнее — субмеридиональное поднятие вдоль среднего течения р. Миссисипи, к которому примыкает поднятие Линкольн, еще южнее — свод Озарк. Эти поднятия, из которых два первых выражены слабее, а свод Озарк — резче, отделяют Западный внутренний бассейн от Иллинойского. Поднятия хорошо выражаются отсутствием в них пенсильванских отложений. Поэтому восточная граница бассейна отчетливо проводится по границе распространения пенсильванских отложений.
На севере бассейн разграничивается со смешным звеном предкордильерских бассейнов — Уиллистонским — весьма не резко. Это разграничение намечается по слабо выраженному структурному перекату; ему соответствуют направленные навстречу друг другу выступ к востоку системы Восточных Кордильер — поднятие Блэк Хиллс и выступ к западу склона Канадского щита — поднятие Сиу, К широтной полосе между этими двумя поднятиями приурочено развитие верхнемеловых отложений.
На юге бассейн отчетливо отграничивается от Пермского поднятием системы Вичита и ее западным продолжением — погребенным хребтом Амарильо, к юго-восточном углу бассейн замыкается глыбовыми поднятиями гор Арбокл. В промежутке межды названными элементами и к западу от хребта Амарильо южное ограничение бассейна от Пермского нечеткое и проводится несколько условно.
Бассейн выполнен толщами от нижнепалеозойского до третичного возраста включительно. Ho их распространение, мощность и структура различны в разных частях бассейна.
Три основных региональных несогласия наблюдаются в осадочной толще бассейна: между нижнепалеозойскими и миссисипскими слоями, между миссисипскими и пенсильванскими и между пермскими и мезозойскими. Из них резче всего выражено и имеет наибольшее значение для нефтегазонакопления несогласие в основании пенсильвания. С точки зрения условий нефтегазонакопления в большинстве районов бассейна резко различаются, с одной стороны, допенсильванский комплекс, с другой — отложения, начиная с Пенсильвания и выше.
Верхний комплекс, в особенности пермские, меловые и третичные толщи, в большей части бассейна залегает регионально гомоклинально, с наклоном к западу, а с приближением к Кордильерам верхние толщи приобретают обратный, т. е. восточный региональный наклон. Описываемые ниже региональные поднятия в структуре верхнего комплекса часто выражены слабо, лишь как осложнения на фоне гомоклинали (рис. 144).
Через центральную часть бассейна с СЗ на ЮВ протягивается поднятие Центрального Канзаса. Остов его сложен кристаллическими породами, окаймляемыми сводообразно изогнутыми и частично эродированными нижнепалеозойскими и миссисипскими отложениями. Широкое сводовое поднятие осложнено тремя косыми по отношению к его простиранию антиклинальными зонами, сложенными домиссисипскими слоями.
Почти непосредственным продолжением поднятия Центрального Канзаса к северо-западу служит того же простирания свод Чадрон, хорошо выраженный и по меловым отложениям. На некоторых тектонических схемах свод Чадрон показан с простиранием к ЮЮВ и его ЮЮВ погружение именуется сводом Кэмбридж.
В юго-западном углу бассейна расположен широкий свод Лас Анимас, вытянутый в СCB направлении. Структурно наиболее высокая его юго-западная часть именуется поднятием Сиерра Гранде. Эти элементы также хорошо выражены и по меловым отложениям. По палеозойским слоям они, видимо, представляют собой два обособленных поднятия.
В восточной части бассейна субмеридионально протягивается длинное узкое поднятие Нимэха. Остов его сложен погребенным гранитным хребтом, разбитым на отдельные блоки. Над последними сводообразные изгибы сказываются, затухая кверху, во всей вышележащей осадочной толще. Западнее средней по широте части поднятия Нимэха протягивается аналогично построенное, но значительно меньшее поднятие Эбайлен. Между ними, а также восточнее поднятия Нимэха развиты отдельные, еще меньшие, глубже погребенные и менее выраженные в структуре осадочной толщи гранитные хребты. Все эти поднятия погружаются по простиранию к югу (рис. 145).
Восточнее поднятия Нимэха, уже на гомоклинали далекого западного склона свода Озарк развит ряд сбросовых зон различного простирания и строения.
В юго-восточном углу бассейна отмечается сложная погребенная структура допенсильванских, а в особенности домиссисипских слоев, иногда слабо отраженная в более молодых толщах. Она обусловлена наличием в недрах бассейна подземных выступов свода Озарк и поднятия Арбокл. Кроме того, здесь выделяется узкое погребенное поднятие СЗ простирания — Паулс Вэлли.
Впадина между сводом Озарк и поднятием Нимэха именуется бассейном Форест Сити, а между сводом Нимэха и поднятием Центрального Канзаса — бассейном Сэлайна. Впадина между поднятием Центрального Канзаса и сводом Лас Анимас называется бассейном Додж Сити. Последний к юго-востоку открывается во впадину (бассейн) Анадарко, дальнейшее юго-восточное продолжение которой между горами Арбокл на севере и юго-восточным погружением системы Вичита на юге именуется впадиной (бассейном) Ардмор. Анадарко и в особенности Ардмор — асимметричные впадины с южным крутым и северным пологим склонами, ось их прижата на юге к системе Вичита, типичными предгорными прогибами которой они являются.
На западной окраине Западного внутреннего бассейна расположен подобный же предгорный прогиб Восточных Кордильер. Это — впадина (или бассейн) Денвер (именуемая иногда Джульсбург) с крутым западным и пологим восточным бортами (рис. 146). Ось ее прижата к поднятиям Хартвилл, Ларами и Фронт Рэндж. С востока впадина обрамляется поднятием Чадрон и Кэмбридж на севере и Лас Анимас на юге. С юга она замыкается поднятием Эпишэйпа, протягивающимся в виде структурной перемычки между поднятием Сиерра Гранде и горами Кэт. Небольшая впадина, построенная аналогично впадине Денвер, расположена между горами Сангре де Кристо на западе, поднятием Эпишэйпа на севере и Сиерра Гранде на востоке, именуется бассейном Рэтон.
С расчленением Западного внутреннего бассейна на ряд впадин естественно связаны различия стратиграфических разрезов разных частей бассейна. Ниже приводятся два схематизированных сводных нормальных разреза (табл. 58, 59).
У региональных поднятий, выделяемых внутри бассейна, отмечается уменьшение мощностей, прислоненное залегание и удаление вследствие эрозии ряда толщ нижнего и среднего палеозоя. Третичные, меловые, пермские и пенсильванские отложения уменьшаются в мощности до полного исчезновения по мере поднятия на склоны свода Озарк и к северо-восточному обрамлению бассейна. Во впадинах же Анадарко и Ардмор мощность пермских и миссисипских и в особенности пенсильванских толщ резко возрастает. Так, в осевой части впадины Ардмор мощность миссисипских отложений достигает 1600 м, а пенсильванских — 5500 м. Бассейн Денвер в основном выполнен меловыми отложениями, мощность которых достигает в осевой зоне впадины около 3000 м.
Стратиграфический интервал нефтегазоносности в основных зонах нефтегазонакопления занимает толщи от кембро-ордовика до пенсильвания включительно, причем главное значение имеют ордовикские и пенсильванские отложения. В отдельных районах нефтегазоносны пермские и меловые слои. В стратиграфическом разрезе в качестве типично нефтематеринских обычно рассматриваются миссисипские черные глины Чаттануга и пенсильванские Чироки.
В различных районах можно выделить ряд зон нефтегазонакопления и групп месторождений различного характера. Ниже приводится сжатое описание главнейших из них, с которыми связано подавляющее большинство месторождений.
Зоны, связанные с полосами развития коллекторских песчаных отложений пенсильванской серии чироки (песчаники бартлсвилл, барбэнк Гленп) на гомоклинальном склоне свода Озарк. Основная нефтегазопосность здесь приурочена к упомянутым пенсильванским песчаникам. Подчиненное значение имеет продуктивность вышележащих пенсильванских же песчаников, а также ордовикских песчаников вилькокс и кембро-ордовикских известняков арбокл.
Одни из этих полос песчаных отложений представляют собой шнурковые образования — выполнение древних русел, другие — полосы древних баров. Вследствие колебания во времени береговой линии пенсильванских морей песчаные образования располагаются на различных стратиграфических уровнях и сами зоны, обладая иногда прихотливым простиранием, довольно многочисленны. Среди месторождений много чисто газовых и полностью или в основном выработанных. Месторождения связаны главным образом с сочетанием линзообразности песчаных природных резервуаров и очень слабых структурных осложнений на гомоклинали. Реже наблюдается связь месторождений с осложняющими гомоклиналь пологими замкнутыми поднятиями, часто рассматриваемыми как структуры облекания. В первом случае преобладают литологически замкнутые со всех сторон залежи, во втором — появляются пластовые сводовые залежи.
Иногда над песчаной линзой возникает замкнутая структура облекания, содержащая пластовые сводовые залежи в пенсильванских же песчаниках, но обладающих не полосовым, а обычным площадным развитием. Таким образом, на первую зону нефтегазонакопления накладывается вторая, связанная с группой или зоной брахиантиклиналей своеобразного генезиса, осложняющих гомоклиналь.
Иногда мелкие незамкнутые структурные формы в полосе развития пенсильванских песчаников соответствуют замкнутым поднятиям в ордовикских слоях на глубине, и в последних в песчаниках уилькокс свиты симпсон возникают пластовые сводовые залежи. Примером может служить месторождение Гленн. Эти замкнутые поднятия иногда представляют собой структуры облекания над погребенными гранитными хребтами, как, например, месторождение Кашинг. В таком случае структурные изгибы в пенсильванских слоях становятся более выраженными с образованием тоже замкнутого поднятия, и строение месторождения в данном месте всей зоны нефтегазонакопления также становится двухэтажным: 1) нижний этаж образован пластовыми сводовыми или стратиграфически экранированными залежами в допенсильванских коллекторах, обладающих обычным площадным развитием; зона должна рассматриваться как связанная с возникновением антиклинали, связанной с погребенным гранитным кряжем, осложняющим гомоклиналь; 2) верхний этаж образован пластовыми сводовыми залежами в пенсильванских коллекторах полосового развития, но зона нефтегазонакопления связана с сочетанием полосового развития песчаных коллекторов и антиклинальной зоны.
Зоны, связанные с погребенными гранитными хребтами в юго-восточной части бассейна. Такова крупная зона, связанная с хребтом Нимэха и далее с хребтом Эбилайн; наконец, зоны, связанные с другими, более мелкими, хребтами, протягивающимися более или менее параллельно хребту Нимэха. В типичных случаях гранитное ядро хребта или его отдельного блока облекается сравнительно крутозалегающими нижнепалеозойскими, а иногда и миссисипскими толщами, резко несогласно срезаемыми пенсильванскими, залегающими значительно положе.
Многочисленные месторождения этих зон, среди которых известны очень крупные, например, Эльдорадо, Оклагома Сити, Тонкава и другие, связаны, как правило, с отдельными куполообразными поднятиями, приуроченными к отдельным выступам хребтов. Поднятия эти, обычно рассматриваемые как структуры облекания, резко выражены в нижнем допенсильванском осадочном комплексе и значительно слабее в пенсильванских и всех вышележащих толщах.
Основная продуктивность в нижнем комплексе приурочена к известнякам арбокл, с которыми связаны массивные и пластовые сводовые залежи, и к песчаникам серии симпсон, в особенности уилькокс; песчаники содержат залежи пластовые, сводовые и стратиграфически экранированные упомянутой поверхностью несогласия. Подчиненное значение в нижнем комплексе имеет продуктивность миссисипских слоев. Над поверхностью несогласия во многих случаях пенсильванская толща содержит ряд пластовых сводовых залежей в песчаных горизонтах, расположенных одна над другой, как, например, на месторождении Эльдорадо.
Иногда в описываемых месторождениях, связанных с куполообразными поднятиями, в нижнем комплексе появляются и литологически экранированные залежи — в случае выклинивания отдельных песчаных горизонтов на склоне локального поднятия.
Реже в зонах описываемого типа встречаются моноклинальные месторождения, связанные со срезанием поверхностью несогласия в основании пенсильвания тех или иных коллекторских горизонтов допенсильванского комплекса на склоне гранитного хребта, а не локального поднятия. Таково, в частности, большое месторождение Уэст-Эдмонд, содержащее крупную, стратиграфически экранированную залежь в силур-девонских известняках хантон.
Зона нефтегазонакопления у юго-западной границы бассейна, связанная с погребенным гранитным хребтом Амарильо. В состав хребта входит целый ряд отдельных блоков и выступов, часто нарушенных продольными сбросами. Все это сооружение облекается пермскими и пенсильванскими отложениями, сводообразно изогнутыми над выступами хребта, частично же к ним прислоненным. Пермские и пенсильванские слои в основном сложены известняками и доломитами, которым подчинены аркозовые песчаники. Низы же пенсильвания сложены так называемой толщей размыва гранитов — аркозами, валунниками и аргиллитами.
В состав зоны нефтегазонакопления входит колоссальная массивная, в основном газовая, залежь, содержащаяся во всех указанных породах, а местами и в трещиноватых зонах подстилающих их гранитов, в наиболее поднятой части хребта и на его северо-восточном склоне. Основная часть этого скопления газа — одного из крупнейших на земном шаре — содержится в пенсильванских известняках.
Значительно меньшие массивные залежи газа и нефти связаны с отдельными выступами хребта, главным образом вдоль его северо-восточного склона. На юго-западном склоне в аналогичных условиях имеются малочисленные и лишь чисто газовые залежи. Вся зона относится к Западному внутреннему бассейну, поскольку питание ее, по-видимому, происходило целиком с севера. Немногочисленные же скопления вдоль южных склонов хребта, обращенных к Пермскому бассейну, связаны с блоками, опущенными по разрывам уже после формирования залежей.
На северо-западе к зоне Амарильо непосредственно примыкает также крупнейшая зона газонакопления Хюготон. Она связана с фациальным замещением вверх по восстанию слоев на гомоклинали юго-восточного склона поднятия Сиерра Гранде коллекторской толщи известняково-доломитовой серии Биг-Блю (низы перми) глинами. Структурной основой громадного месторождения — зоны Хюготон — служат небольшие террасовидные осложнения на гомоклинали. Непосредственно восточнее этого крупнейшего месторождения — зоны, структурно несколько ниже на гомоклинали в аналогичных условиях имеется несколько значительно меньших газовых месторождений.
В центральной части Западного внутреннего бассейна зоны нефтегазонакопления и группы месторождений приурочены либо к антиклинальным зонам, либо к полосам и участкам мелких структурных осложнений, связанных с поднятием Центрального Канзаса, причем в основном на его сводовой части. Месторождения связаны с отдельными куполами, иногда с сильно сжатыми и вытянутыми брахиантиклиналями или с террасовидными формами. Продуктивны в основном: 1) ордовикские известняки арбокл, содержащие массивные залежи; 2) ордовикские песчаники и известняки симпсон и вайола, для которых характерны залежи, стратиграфически экранированные поверхностью несогласия в основании миссисипия или Пенсильвания; 3) миссисипские известняки, для которых характерны подобные же залежи, а также залежи, литологически ограниченные со всех сторон; 4) пенсильванские известняки в ряде горизонтов — Лэнсинг, Канзас Сити и др. — выше упомянутого несогласия. В отдельных случаях известна нефтеносность трещиноватых участков кристаллических пород, слагающих ядра локальных поднятий.
В юго-восточном углу бассейна выделяются богатейшая группа месторождений Семинол и зона нефтегазонакопления Голден Тренд (Золотая зона).
Район Семинол расположен на структурной седловине между горами Арбокл и сводом Озарк. Толщи, начиная с пенсильванских и выше, залегают гомоклинально, с наклоном к западу. На фоне этой гомоклинали лишь очень слабо отражена структура миссисипских и ордовикских отложений. Последние же в пределах упомянутой седловины образуют группу локальных куполообразных или вытянутых, замкнутых поднятий, к которым приурочены высокодебитные месторождения. Описываемая структурная седловина служит барьером, разграничивающим Западный внутренний бассейн от Арканзасской впадины бассейна Мексиканского залива. Продуктивны здесь главным образом лишь отложения допенсильванского комплекса: базальные миссисипские песчаники мизенер, силур-девонекие известняки хантон, содержащие, по-видимому, массивные залежи и ордовикские песчаники серии симпсон, содержащие пластовые сводовые залежи.
Зона Голден Тренд связана с поднятием Паулс Вэлли, представляющим собой протяженный сводообразный выступ, отходящий к северо-западу от северной части поднятия Арбокл, или свода Хантон. Поднятие Паулс Вэлли сложено ордовикскими, силур-девонскими и миссисипскими слоями, резко несогласно перекрытыми пенсильванием и более молодыми толщами, залегающими в основном моноклинально, с общим наклоном к западу, лишь очень слабо отражая структуру допенсильванского комплекса. Свод Паулс Вэлли сложен рядом локальных, замкнутых по допенсильванским слоям поднятий и интенсивно нарушен разрывами. Зона нефтегазонакопления двухэтажная. Верхний этаж слагается залежами в ряде песчаных горизонтов Диз (низы пенсильвания), прислоненных к бортам свода Паулс Вэлли и срезаемых снизу поверхностью несогласия в основании Пенсильвания. Нижний этаж слагается залежами в допенсильванских отложениях — известняках Хантон (силур-девон), известняках вайола (ордовик) и ряде песчаных горизонтов серии симпсон (ордовик). Эти залежи приурочены к месторождениям, связанным с упомянутыми, сильно нарушенными локальными поднятиями. По-видимому, здесь имеются залежи как массивные, так и пластовые сводовые, а также тектонически экранированные многочисленными разрывами и стратиграфически экранированные поверхностью несогласия, срезающего допенсильванский комплекс.
В непосредственной близости к зоне Паулс Вэлли, во впадине Ардмор имеются зоны нефтегазонакопления, связанные с узкими, сжатыми и нарушенными антиклинальными зонами, в которые собраны толщи, выполняющие впадину. Близкого строения зона нефтегазонакопления связана с поднятием Крайнерхиллс, лежащим на юго-восточном продолжении системы Вичита. Месторождения этих зон, преимущественно с пластовым сводовыми залежами, приурочены к ряду локальных поднятий, резко выраженных по отложениям вплоть до нижнепенсильванских и слабее — по верхнепенсильванским и пермским. Стратиграфический интервал нефтегазоносности расширяется кверху, захватывая и пермские отложения.
Наконец, в том же юго-восточном углу бассейна известны отдельные месторождения и небольшие их группы в сложных тектонических условиях, на окраинах поднятия Арбокл и в пределах последнего в отдельных грабенообразных впадинах.
В бассейне Денвер основная зона нефтегазонакопления связана с выклиниванием отдельных коллекторских горизонтов — песчаников серии дакота, относящейся к низам мела — на пологой гомоклинали восточного борта бассейна Денвер, т. е. на далеком юго-западном борту свода Чадрон и далеком северо-западном борту северо-восточного погружения свода Лac Анимас. Месторождения, например Адена и другие, связаны с сочетанием изгиба контура выклинивания песчаных горизонтов и незначительных изгибов простирания гомоклинали. Залежи — литологически экранированные. Известны также месторождения, например Гризвуд, связанные с пологими замкнутыми поднятиями, иногда явно приуроченными к крупным разломам.
Другие зоны нефтегазонакопления связаны с небольшими антиклинальными зонами на западном крутом предгорном борту бассейна, представляющими собой крайние передовые элементы Восточных Кордильер. Продуктивны пермские песчаники Лайонс. Месторождения Пирс, Блэк-Холлоу и другие связаны с отдельными брахиантикдиналями. Залежи пластовые, сводовые.
