Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Геолого-геофизическая изученность 9
ГЛАВА II. Геологическое строение баренцево-карского региона 13
2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика тектонических комплексов 13
2.1.1. Предчехольные тектонические комплексы (фундамент, складчатое основание, переходный) 13
2.1.2. Осадочный чехол 13
2.2. Геодинамическая эволюция, обоснование выделения палеорифтовых систем,
палеогеография Баренцево-Карского региона 18
2.2.1. Геодинамическая эволюция Баренцево-Карского региона 18
2.2.2. Обоснование выделения палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона 20
2.2.3. Палеогеография палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона 25
ГЛАВА III. Общие сведения о рифтах и палеорифтах 36
3.1. Понятия, терминология, механизмы рифтогенеза 36
3.1.1. Понятия, терминология 36
3.1.2. Механизмы рифтогенеза
3.2. Типизация палеорифтов 43
3.3. Характерные признаки рифтов и принципы выделения палеорифтовых систем (тафрогенов) 47
3.4. Характеристика кайнозойских континентальныхрифтовых систем 48
3.5. Формирование нефтегазоносных бассейнов, связанных с палеорифтами 62
ГЛАВА IV. Тектоническое строение палеорифтовых систем баренцево-карского региона
4.1. Тектоническое районирование Баренцево-Карского региона 62
4.2. Баренцевская рифтовая система 66
4.3. Западно-Сибирская рифтовая система (северная часть) 80
4.4. Тимано-Печорскаярифтовая система (северная часть) 82
4.5. Мезенская рифтовая система 93
4.6. Евразийская рифтовая система 97
ГЛАВА V. Типы ловушек и связанных с ними залежей в тектонических комплексах палеорифтовых систем и их прогнозирование 100
5.1. Типы ловушек и связанных с ними залежей нефти и газа 100
5.2. Моделирование структурной поверхности фундамента для выделения структур второго и третьего порядков 104
ГЛАВА VI. Перспективы нефтегазоносности баренцево-карского региона и рекомендации по поискам месторождений углеводородов в его пределах 113
6.1. Перспективы нефтегазоносности 113
6.1.1. Нефтегазогеологическое районирование арктических акваторий 113
6.1.2. Региональные критерии оценки перспектив нефтегазоносности 114
6.1.2.1. Нефтегазоматеринские толщи, катагенетическая зрелость
органического вещества 114
6.1.2.2. Коллекторы, покрышки, ловушки для нефти и газа 126
6.1.3. Перспективы нефтегазоносности 126
6.2. Рекомендации по поискам месторождений нефти и газа 139
Заключение 143
Литература 1
- Предчехольные тектонические комплексы (фундамент, складчатое основание, переходный)
- Характерные признаки рифтов и принципы выделения палеорифтовых систем (тафрогенов)
- Западно-Сибирская рифтовая система (северная часть)
- Региональные критерии оценки перспектив нефтегазоносности
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время известны два основных региона, способных обеспечить добычу газа в мире на стабильном уровне. Такими ресурсами обладает регион Персидского залива и арктические акватории России. С последним многие государства мира связывают свою энергетическую будущность. Поэтому развитие газодобычи в России имеет общемировое значение, а проведение исследований по изучению геологии и оценки перспектив нефтегазоносности российской Арктики и, в первую очередь, ее западных районов является актуальной задачей.
Цель работы: изучение палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона (БКР) для уточнения перспектив его нефтегазоносности и определения основных направлений геологоразведочных работ.
Задачи работы:
изучение современных представлений о рифтогенезе, его влиянии на формирование и нефтегазоносность осадочных бассейнов БКР;
выделение палеорифтовых систем, палеорифтовых зон в пределах БКР и характеристика их геологического строения;
построение литолого-палеогеографических схем тафрогенов с учетом геодинамической эволюции Арктики;
анализ существующих представлений о тектонике и принципах тектонического районирования, уточнение тектонического строения Баренцевского и Евразийского тафрогенов с учетом палеогеодинамических реконструкций плит и компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента;
изучение типов ловушек и связанных с ними залежей нефти и газа, выделение локальных поднятий, перспективных на поиски нефти и газа с помощью компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента;
оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов палеорифтовых систем БКР, а также мезозойских и палеозойских отложений Баренцевского тафрогена и рекомендации по дальнейшему их изучению.
Научная новизна
Автором в пределах БКР выделено 5 палеорифтовых систем (Баренцевская, Западно-Сибирская, Тимано-Печорская, Мезенская, Евразийская) и 16 рифтовых зон. В нашем понимании рифты объединяются в рифтовые зоны, которые в соответствии с представлениями А.М. Джелала Шенгёра (2009) образуют рифтовые системы или тафрогены.
Дана характеристика геологического строения и нефтегазоносности тафрогенов и рифтовых зон БКР на основе теории тектоники плит с учетом геолого-геофизических, геохимических данных и представлений о рифтах мира.
С учетом геодинамической эволюции Арктики уточнены литолого-палеогеографические условия осадконакопления в тафрогенах БКР с девона до палеогена, показано размещение выявленных и прогнозируемых ловушек УВ.
Усовершенствован принцип тектонического районирования, который заключается в том, что на карте одновременно показаны плитотектонические структуры (палеоконтиненты, океаны, палеомикроконтиненты, орогены, швы столкновения плит, рифты, пассивные континентальные окраины и др.), выделенные на основе анализа палеогеодинамических реконструкций и структуры осадочного чехла (депрессии, валы, моноклинали, локальные структуры и др.), контуры которых уточнены в результате компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента.
Показано, что тафрогены способствуют формированию нефтегазоносных бассейнов разного типа: а – континентальных рифтов и эпирифтовых депрессий (Баренцевский, Западно-Сибирский), б – пассивных континентальных палеоокраин и предорогенных прогибов (Тимано-Печорский, Мезенский), в – океанических рифтов (Евразийский). В процессе эволюции БКР, тафрогены испытали 4 стадии развития: 1 – дорифтовую (преобразование фундамента), 2 – предрифтовую (преобразование складчатого основания), 3 – рифтовую (образование узких и протяженных грабенов, горстов) и 4 – эпирифтовую (образование депрессии внутри континента и пассивной окраины на его периферии). Упомянутые стадии прерываются кратковременными периодами схождения и инверсии.
Выделены различные типы ловушек, встречающихся в дорифтовом, предрифтовом, рифтовом, эпирифтовом тектонических комплексах тафрогенов.
Осуществлена оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов тафрогенов. Наибольшие перспективы нефтегазоносности приурочены к эпирифтовому (Западно-Сибирский, Баренцевский) и рифтовому (Тимано-Печорский) комплексам. В меньшей мере перспективны разрезы рифтового комплекса Западно-Сибирского, Баренцевского, Мезенского тафрогенов и эпирифтового комплекса Тимано-Печорского тафрогена. Потенциально нефтегазоносными предполагаются породы дорифтового и предрифтового комплексов Западно-Сибирского, Тимано-Печорского и Мезенского тафрогенов, а также рифтового комплекса Евразийского тафрогена.
В пределах Баренцевского тафрогена наиболее перспективным является юрско-нижнемеловой нефтегазоносный комплекс (НГК), связанный с эпирифтовыми отложениями, в меньшей мере перспективны триасовый и палеозойский НГК рифтового тектонического комплекса. Юрские отложения наиболее перспективны в южной части тафрогена. Ловушки триаса перспективны на склонах выступов. Перспективы нефтегазоносности палеозойского комплекса связаны с карбонатными породами, развитыми в пределах зон поднятий (Центрально-Баренцевская рифтовая зона), моноклиналей (Кольско-Канинская, Тегеттгофа).
Практическое значение работы и реализация результатов исследований
Изучение палеорифтовых систем позволило уточнить геологическое строение, перспективы нефтегазоносности БКР, прогнозировать разные типы объектов поисков УВ.
Рекомендации по поискам залежей УВ использованы при разработке проблемы «Создание единой модели глубинного строения Баренцево-Карского мегабассейна на основе каркасной государственной сети опорных профилей с целью зонального и локального прогноза нефтегазоносности региона, включая прибрежные территории Западно-Сибирской НГП».
Разработки автора вошли в отчет 2010 г. «Технико-экономические предложения (ТЭП) по освоению Восточно-Тамбейского и Северо-Обского участков недр Обской губы, представляющих приоритетный интерес для восполнения сырьевой базы ОАО «Газпром».
Диссертант участвовал в подготовке материалов к Корректировке «Программы освоения ресурсов углеводородов на шельфе Российской Федерации до 2030 года» и «Технико-экономическим предложениям по изучению и освоению участков недр континентального шельфа Российской Федерации, представляющих приоритетный интерес для восполнения запасов углеводородов ОАО «Газпром».
Также, разработки автора вошли в отчеты 2013 г. по разработке и коррективам ТЭП по освоению Лененградского, Русановского, Нярмейского, Скуратовского, Ледового, Лудловского, Амдерминского, Западно-Шараповского, Обручевского, Ферсмановского, Северо-Харасавэйского, Невского, Шараповского, Демидовского, Медвежьего, Морского и Южно-Обского лицензионных участков для нужд ОАО «Газпром».
Рекомендации, предложенные в данной диссертационной работе, были использованы при разработке отчета 2013 г. о научно-исследовательской работе (НИР): «Предложения по повышению геолого-экономической эффективности освоения лицензионных участков ОАО «Газпром» на шельфе морей России на основе мониторинга состояния и результатов поисково-разведочных работ на нефть и газ (Баренцево, Карское и Охотское моря)».
В диссертации защищаются следующие основные положения:
1) Обоснование выделения в пределах БКР 5 разновозрастных палеорифтовых систем (тафрогенов), которые послужили основой для зарождения и формирования осадочных бассейнов разных типов.
2) Усовершенствование принципа тектонического районирования, позволившего уточнить тектоническое строение Баренцевского тафрогена.
3) Уточнение качественной оценки перспектив нефтегазоносности эпирифтового, рифтового, предрифтового и дорифтового тектонических комплексов тафрогенов БКР и палеозойского, триасового, юрского и нижнемелового нефтегазоносных комплексов (НГК) Баренцевской рифтовой системы.
Апробация работы и публикации.
Научные положения диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов во ВНИГНИ (г. Москва, 2008), на Международной конференции «Современное состояние наук о Земле», посвященной памяти академика В.Е. Хаина (г. Москва, МГУ, 2011), на Международном симпозиуме «Проблемы освоения недр» (г. Томск, 2012), на IV Международной научной конференции «Освоение ресурсов российского шельфа: Арктика и Дальний Восток» (ROOGD-2012), на IV научно-практической молодежной конференции «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность» (ООО «Газпром ВНИИГАЗ, 2012).
Основные научные выводы диссертации опубликованы в 14 работах, 9 из которых являются самостоятельными. Опубликовано пять статей в рецензируемых журналах «Геология нефти и газа», «Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений», «Газовая промышленность», а также имеется ряд публикаций в трудах Международных конференций и симпозиумов.
Использованные материалы. При составлении геологических документов использованы фондовые и опубликованные данные, собранные в процессе работы в ФГУП ВНИГНИ (2006 – 2009 гг.) и в Центре Морских месторождений нефти и газа ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (2009 – по наст. вр.). При геолого-геофизических построениях изучались: а – разрезы скважин (более 50), разрезы обнажений (более 10), региональные сейсмические профили (более 3 тысяч км), сейсмические профили на площадях (около 500 км), структурные карты, гравиразведка, магниторазведка, схемы тектоники нефтегазоносности и другие фактические данные. Теоретические и методические выводы базировались на анализе опубликованных материалов по геологии, нефтегазоносности, тектонике плит, литолого-фациальным, геохимическим исследованиям Арктики, в том числе Ю.П. Ампилова, С.В. Аплонова, Д.А. Астафьева, В.А. Басова, Р.П. Богданова, В.И. Богоявленского, А.М. Брехунцова, А.И. Варламова, М.Л. Вербы, В.Е. Вержбицкого, И.Ю. Винокурова, В.С. Вовка, В.П. Гаврилова, И.С. Грамберга, А.Ф. Грачева, А.Н. Дмитриевского, Ю.Н. Григоренко, К.А. Долгунова, Е.В. Захарова, Л.П. Зоненшайна, С.В. Ивашко, В.Г. Казьмина, В.Д. Каминского, К.А. Клещева, А.А. Ковалева, К.Н. Кравченко, Н.А. Крылова, А.Э Конторовича, Ю.Г. Леонова, Я.П. Маловицкого, Л.С. Маргулиса, В.Н. Мартиросяна, Е.Е. Милановского, Е.Г. Мирлина, Б.А. Никитина, А.М. Никишина, А.Н. Обухова, И.Н. Пешковой, Б.В. Сенина, В.А. Скоробогатова, О.И. Супруненко, В.С. Суркова, А.В. Ступаковой, А.В. Толстикова, Ю.Ф. Федоровского, Н.К. Фортунатовой, В.Е. Хаина, В.А. Холодилова, В.С. Шеина, А.М. Джелала Шенгёра, Э.В. Шипилова и других исследователей.
Структура и объем работы
Диссертационная работа общим объемом 154 страницы состоит из Введения, 6 глав, Заключения, содержит 105 страницы текста, 49 рисунков, 5 таблиц. Библиография включает 156 наименований.
Автор выражает благодарность за консультации, помощь в работе научному руководителю Д.А. Астафьеву, а также сотрудникам Центра морских месторождений нефти и газа ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Е.В. Захарову, Ю.П. Ампилову, П.Б. Никитину, Н.Н. Соловьеву, А.В. Толстикову, М.А. Калите, Е.А. Никульшиной, а также специалистам по геологии и нефтегазоносности Арктики И.Ю., Винокурову, О.И. Супруненко, К.А. Клещеву, Н.К. Фортунатовой за советы в процессе подготовки работы.
Предчехольные тектонические комплексы (фундамент, складчатое основание, переходный)
Актуальность темы. Известный российский ученый Л.П. Зоненшайн очень точно определил задачу поисков нефти и газа, сказав: «Чрезвычайно важно установить конфигурацию погребенных рифтовых зон, поскольку над ними следует ожидать максимальное скопление залежей нефти и газа». И поскольку Арктические акватории -это один из основных регионов, который способен в будущем обеспечить добычу газа в России на стабильном уровне, проведение исследований по изучению перспектив нефтегазоносности палеорифтовых систем российской Арктики и, в первую очередь ее западных районов, является актуальной задачей.
Цель работы: изучение геологического строения и развития палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона (БКР) для уточнения перспектив его нефтегазоносности и определения основных направлений геологоразведочных работ.
Автором в пределах БКР выделено 5 палеорифтовых систем (Баренцевская, Западно-Сибирская, Тимано-Печорская, Мезенская, Евразийская) и 16 палеорифтовых зон. В авторском понимании рифты объединяются в рифтовые зоны, которые в соответствии с представлениями A.M. Джелала Шенгёра (2009) образуют рифтовые системы, или тафрогены.
Дана характеристика геологического строения и нефтегазоносности тафрогенов и рифтовых зон БКР на основе теории тектоники плит с учетом геолого-геофизических, геохимических данных и представлений о рифтах мира.
С учетом геодинамической эволюции Арктики уточнены литолого-палеогеографические условия осадконакопления в тафрогенах БКР с девонского периода до неогена, показано размещение выявленных и прогнозируемых ловушек УВ.
Усовершенствован принцип тектонического районирования, который заключается в том, что на карте одновременно показываются плитотектонические структуры (палеоконтиненты, океаны, палеомикроконтиненты, орогены, швы столкновения плит, рифтовые системы, пассивные континентальные окраины и др.), выделенные на основе анализа палеогеодинамических реконструкций, и структуры осадочного чехла (депрессии, валы, моноклинали, локальные структуры и др.), контуры которых уточнены в результате компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента.
Показано, что тафрогены способствуют формированию нефтегазоносных бассейнов разного типа: а - континентальных рифтов и эпирифтовых депрессий (Баренцевский, Западно-Сибирский), б - пассивных континентальных палеоокраин и предорогенных прогибов (Тимано-Печорский, Мезенский), в — океанических рифтов (Евразийский). В процессе эволюции БКР, тафрогены испытали 4 стадии развития: 1 -дорифтовую (преобразование фундамента), 2 - предрифтовую (преобразование складчатого основания), 3 - рифтовую (образование узких и протяженных грабенов, горстов) и 4 - эпирифтовую (образование депрессии внутри континента и пассивной окраины на его периферии). Упомянутые стадии прерываются кратковременными периодами инверсии.
Выделены различные типы ловушек, встречающихся в дорифтовом, предрифтовом, рифтовом, эпирифтовом тектонических комплексах тафрогенов.
Осуществлена оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов тафрогенов. Наиболее перспективными являются эпирифтовый комплекс Западно-Сибирского и Баренцевского тафрогенов, а также рифтовый комплекс Тимано-Печорского тафрогена. В меньшей мере перспективны отложения рифтового комплекса Западно-Сибирского, Баренцевского, Мезенского тафрогенов и эпирифтового комплекса Тимано-Печорского тафрогена. Потенциально нефтегазоносными рассматриваются породы дорифтового и предрифтового комплексов Западно-Сибирского, Тимано-Печорского и Мезенского тафрогенов, а также рифтового комплекса Евразийского тафрогена.
В пределах Баренцевского тафрогена наиболее перспективным является юрско-нижнемеловой нефтегазоносный комплекс (НГК), связанный с эпирифтовыми отложениями, в меньшей мере перспективны триасовый и палеозойский НГК рифтового тектонического комплекса. Юрские отложения наиболее перспективны в южной части тафрогена. Ловушки триаса перспективны на склонах выступов. Перспективы нефтегазоносности палеозойского комплекса связаны с карбонатными породами, развитыми в пределах зон поднятий (Центрально-Баренцевская рифтовая зона) и моноклиналей (Кольско-Канинская, Тегеттгофа).
Практическое значение работы и реализация результатов исследований Изучение палеорифтовых систем позволило уточнить геологическое строение, перспективы нефтегазоносности БКР, а также прогнозировать объекты поисков УВ.
Рекомендации по поискам залежей УВ использованы при разработке отчета «Создание единой модели глубинного строения Баренцево-Карского мегабассейна на основе каркасной государственной сети опорных профилей с целью зонального и локального прогноза нефтегазоносности региона, включая прибрежные территории Западно-Сибирской НГП».
Разработки автора вошли в отчет 2010 г. «Технико-экономические предложения (ТЭП) по освоению Восточно-Тамбейского и Северо-Обского участков недр Обской губы, представляющих приоритетный интерес для восполнения сырьевой базы ОАО «Газпром»».
Диссертант участвовал в подготовке материалов к корректировке «Программы освоения ресурсов углеводородов на шельфе Российской Федерации до 2030 года» и «Технико-экономическим предложениям по изучению и освоению участков недр континентального шельфа Российской Федерации, представляющих приоритетный интерес для восполнения запасов углеводородов ОАО «Газпром».
Разработки автора вошли в отчеты 2013 г., посвященные разработке и коррективам ТЭП по освоению Ленинградского, Русановского, Нярмейского, Скуратовского, Ледового, Лудловского, Амдерминского, Западно-Шараповского, Обручевского, Ферсмановского, Северо-Харасавэйского, Невского, Шараповского, Демидовского и Медвежьего лицензионных участков для нужд ОАО «Газпром».
Рекомендации, предложенные в данной диссертационной работе, были использованы при разработке в 2013 г. отчета о научно-исследовательской работе (НИР): «Предложения по повышению геолого-экономической эффективности освоения лицензионных участков ОАО «Газпром» на шельфе морей России на основе мониторинга состояния и результатов поисково-разведочных работ на нефть и газ (Баренцево, Карское и Охотское моря)».
Характерные признаки рифтов и принципы выделения палеорифтовых систем (тафрогенов)
Геология и нефтегазоносность Баренцево-Карского региона освещалась во многих работах, в том числе Д.А. Астафьева, В.А. Басова, НА. Богданова, М.Л. Вербы, В.Е. Вержбицкого, B.C. Вовка, И.Ю. Винокурова, В.П. Гаврилова, И.С. Грамберга, Ю.Н. Григоренко, Е.В. Захарова, Л.П. Зоненшайна, В.Д. Каминского, СМ. Карнаухова, К.А. Клещева, Б.А. Никитина, А.В. Овчаренко, И.Н. Пешковой, Ю.Н. Погребицкого, Ю.В. Рослова, Б.В. Сенина, В.А. Скоробогатова, О.И. Супруненко, B.C. Суркова, А.В. Толстикова, Ю.Ф. Федоровского, Н.К. Фортунатовой, В.Е. Хаина, В.А. Холодилова, B.C. Шеина, Э.В. Шипилова. Ранее были отмечены представления ряда авторов на тектоническое строение, нефтегазоносность региона. Мы также подошли к решению этой проблемы. За основу был принят анализ формирования бассейнов с учетом рифтогенеза. 2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика тектонических комплексов
В пределах Арктики выделяются тектонические комплексы, отличающиеся составом, степенью метаморфизма, дислоцированности слагающих их пород. По данным К.А. Клещева и др. [76, 77] здесь выделяются следующие тектонические комплексы: 1 — предчехольные (1а - фундамент, 16 - складчатое основание, 1в - переходный комплекс) и 2 - осадочный чехол. Степень метаморфизма, дислоцированности перечисленных выше комплексов уменьшается снизу вверх от фундамента к осадочному чехлу. 2.1.1. Предчехольные тектонические комплексы (фундамент, складчатое основание, переходный)
Кристаллический континентальный фундамент представлен архейско-протерозойскими метаморфическими и магматическими породами. Они обнажаются в пределах Балтийского щита, либо залегают под осадочным чехлом.
Океанический фундамент представлен базальтами с подушечной отдельностью и подстилающими их параллельными дайками долеритов 2-го слоя и полнокристаллическими магматическими породами основного и ультраосновного состава 3-го слоя земной коры (океанической). Распространен в пределах Евразийского тафрогена. Субокеанический «безгранитный» фундамент состоит из пород океанической коры повышенной мощности обычно за счет осадочно-вулканогенного слоя. Распространен в пул-апарт суббассейнах в пределах Баренцевского и Западно-Сибирского тафрогенов.
Складчатое основание представлено преимущественно осадочными, в меньшей мере вулканогенными неметаморфизованными либо слабометаморфизованными складчатыми образованиями. Они разновозрастные и распространены в разных частях Арктики.
Переходный тектонический комплекс близок по составу к разрезам складчатого основания, но в меньшей мере дислоцирован и практически не метаморфизован. Распространен в разных частях Арктики.
Наиболее древние метаморфические кристаллические породы континентального фундамента развиты в пределах Кольского полуострова. На архипелаге Новая Земля нижнепротерозойско-нижнерифейские амфиболиты, мрамора, сланцы приурочены к Северному острову. Метаморфические породы рифея известны на п-ове Канин и северной части Тимано-Печорского тафрогена. В скв. Нагурская N 1 вскрыты вендские кварциты, интрузивные породы основного состава. На о. Кильдин, Рыбачий известны рифейские сланцы. В акватории норвежской части Баренцева моря скважиной вскрыты рифейские осадочные породы, которые перекрыты карбонатными породами визейского возраста.
Осадочный чехол в Арктике перекрывает вышеописанные тектонические комплексы. Его возраст - от рифейского до кайнозойского [18, 42, 135 и др.].
Рифейские отложения. Распространены на севере п-ова Таймыр, о. Большевик, в пределах Мезенского тафрогена. В пределах последнего они представлены терригенными породами мощностью до 1,5 км, образуя здесь вместе с разрезами нижнего венда рифтовый комплекс
Кембрийская система. Распространены спорадически. Их разрезы известны в обнажениях Южного острова Новой Земли и вскрыты скважинами в пределах Мезенского тафрогена, где они представлены нижним отделом и состоят из песчаников, глин, алевролитов мощностью 200 м. Залегают с размывом на более древних породах. Мощность терригенных отложений кембрия в разрезах Новой Земли достигает 1000 м.
Ордовикская система. Разрезы ордовика известны на островах Шпицберген, Медвежий, архипелаге Новая Земля, в пределах Тимано-Печорского тафрогена. На Шпицбергене и о. Медвежий они представлены доломитами, известняками мощностью 450 м (о. Медвежий) и более 1000 м (Шпицберген). Залегают на размытой поверхности фундамента. Отложения ордовика в Карском регионе встречены только на архипелаге Северная Земля, где они с угловым несогласием перекрывают породы кембрия и представлены терригенными, карбонатными породами мощностью до 600 м.
Силурийская система. В пределах Мезенского тафрогена к силуру относят аргиллитоподобные глины с прослоями известняков и алевролитов. На акваториях Баренцева и Печорского морей отложения силура скважинами не вскрыты. На островах Карского моря они представлены известняками мощностью до 1250 м, доломитами, песчаниками, гипсами мощностью до 350 м (устьпокайнинская свита), красноцветными аргиллитами, алевролитами с прослоями известняков мощностью более 700 м.
Девонская система. Эти породы широко распространены на Новой Земле, Северном Тимане, о. Колгуев в пределах Тимано-Печорского, Мезенского тафрогенов. В пределах Мезенского тафрогена присутствуют средне- и верхнедевонские отложения, залегающие со стратиграфическим несогласием на подстилающих отложениях. К среднему девону относится толща песчаников, сменяющая вверх по разрезу красноцветными и пестроцветными глинами верхнего девона. На острове Колгуев одной из скважин вскрыты отложения верхнего девона, который залегает на размытой поверхности пород предположительно нижнедевонского возраста. Нижний девон представлен доломитами с пачкой ангидритов в забое. К верхнему девону относится толща известняков с прослоями алевролитов. В Карском регионе отложения девона встречены на архипелаге Северная Земля. Разрез состоит из гравелитов, конгломератов, красноцветных песчаников, сменяющихся черными аргиллитами, известняками мощностью от 80 до 340 м. Выше залегает толща доломитов, песчаников, известняков, красноцветных песчаников мощностью до 300 м, которая сменяется доломитами, мергелями мощностью до 380 м. Средний девон представлен известняками мощностью 300-400 м, доломитами, песчаниками мощностью более 600 м, бурыми песчаниками с прослоями гипсов мощностью до 400 м. Верхний девон состоит из бурых терригенных пород мощностью от 300 до 600 м.
Каменноугольная система. Эти породы распространены на Шпицбергене, Новой Земле, Северном Тимане, на о. Колгуев, вскрыты скважинами в пределах Тимано-Печорского, Мезенского, Баренцевского тафрогенов. На островах Земли Франца-Иосифа нижний карбон залегает на породах верхнего протерозоя. Средний карбон отсутствует, а верхний представлен толщей известняков. На Новой Земле нижний отдел карбона представлен известняками мощностью 400-800 м. На Южном острове Новой Земли средний карбон сложен известняками, а верхний карбон размыт.
В пределах Тимано-Печорского тафрогена карбон вскрыт скважинами на Приразломной, Поморской, Песчаноозерской, Северо-Гуляевской и других площадях. Нижний карбон представлен известняками, доломитами, гипсами, ангидритами, средний -известняками. В акватории российской части Баренцевского тафрогена на Адмиралтейской площади вскрыты известняки кремнистые, кавернозные трещиноватые с прослоями песчаников, условно отнесенные к карбону.
Западно-Сибирская рифтовая система (северная часть)
Имеющиеся на сегодня данные по характеру осадконакопления во впадине оз. Байкал вместе с результатами сейсмопрофилирования показывают сходство в строении осадочных комплексов озер Танганьика, Малави и Байкал.
Таким образом, строение и развитие осадочных комплексов в восточной ветви Восточно-Африканской рифтовой системы обнаруживают те же черты, которые известны и для Байкальской рифтовой системы.
На севере Африканско-Аравийская рифтовая система через Эфиопский рифт и впадину Афар сочленяется с рифтами Красного моря и Аденского залива (тройное сочленение). Рифт Красного моря может служить уже примером межконтинентального рифта, переходного от континентального к океаническому.
Рифтовая система Красного моря представляет узкую прямолинейную тектоническую впадину длиной около 2000 км. Ширина моря достигает 400 км, глубина -более 2,8 км. На северном окончании Красноморский рифт расчленяется на два грабена, сходящихся к рифту под острым углом: грабен Суэцкого залива и система грабенов Леванта, прослеживающихся от Акабакского залива на север, параллельно восточному побережью Средиземного моря [64, 69, 121 и др.].
Рифт Красного моря расположен в осевой части огромного Нубийско-Аравийского поднятия земной коры, оконтуренного на поверхности выходами докембрийских пород, слагающих фундамент Африкано-Аравийской платформы. Борта впадины ограничены крупными продольными глубинными сбросами, рассекающими кристаллический фундамент на всю толщу и расположенными на расстоянии 100-200 км друг от друга. Симметрично от средней линии моря обнаружены еще две крупные системы сбросов, проходящие вблизи кромки шельфа на расстоянии 15-40 км друг от друга и ограничивающие осевой трог шириной 30 км. Наибольшие глубины моря (более 2000 м) приурочены к осевому трогу: его плечи находятся на глубинах 800-900 м.
Наибольшая мощность неконсолидированных отложений на дне моря установлена в прибрежных участках шельфа, достигая 4,2 км, на плечах осевого трога мощность осадков уменьшается до 1,8 км, в осевом троге она не более 1 км, а на крутых участках дна рыхлые осадки местами совершенно отсутствуют.
Возраст отложений датируется позднеолигоцено-четвертичным временем. В верхней части разреза расположены рыхлые коралловые образования мощностью до 500 м, ниже залегают карбонатные породы: мергели и доломиты, под которыми прямо на кристаллическом фундаменте лежат эвапориты и покровы базальтов, прорванное густой сетью даек основных интрузивных пород. Мощность эвапоритов достигает 2 км, а вместе с базальтами она составляет 3 км и более. Осадочно-вулканогенные породы имеют послеэоценовый возраст.
Осевой трог развивался в последние 5 млн. лет. Дно трога представляет собой сильно изрезанную поверхность с многочисленными продольными впадинами и хребтами, часто ограниченными крутыми скалистыми обрывами с крутизной более 40. Особенно высока вертикальная стенка восточного ограничения трога, возвышающаяся на 450 м, покрытая зеркалами скольжения с вертикальными штрихами и царапинами. Возраст уступов хорошо датируется прислонением к ним лавовых потоков и составляет от 1 млн. до 300 000 лет. На дне осевого трога находится цепочка молодых вулканов с возрастом в десятки тысяч лет. Вулканы образуют невысокие конусы с кратерами у верхушки, от которых расходятся потоки базальтов, состоящие из нагромождения подушечных лав. Зоны активного вулканизма окаймляются полосами более древних потухших вулканов и обычно отделены от последних сбросовыми уступами высотой 30-50 м. Лавы в осевом троге почти не покрыты осадками, но осадки появляются, и их мощность быстро нарастает по мере удаления от участков современного активного вулканизма. Изливаются толеитовые базальты. Особенностью Красноморского рифта является приуроченность к его осевому грабену многочисленных (более 20) впадин, заполненных горячими (до 65) металлоносными рассолами, имеющими промышленное значение. Начало растяжения и утонения кристаллического основания относится к олигоцен-миоценовой эпохе; средняя скорость расширения рифта за последние 25 млн. лет 0,75 см год. Дайки в плечах осевого трога заполняли вертикальные раздвиги, возникшие в результате растяжения. Сам осевой трог с корой океанического типа стал развиваться в плиоцене. Раздвиг рифта сопровождался значительной левой сдвиговой составляющей, благодаря чему результирующая движений была направлена под углом в 45 к оси рифта. В результате Аравийский полуостров сместился к северу не менее чем на 90 км, что и явилось причиной образования Аденского залива. Западной границей смещения Аравийского полуострова служила система грабенов и сдвигов Леванта.
Среди палеорифтов наиболее детально изучен Днепровско-Донецкий палеозойский рифт. Он заполнен мощной толщей осадочных отложений от среднедевонских до неогеновых включительно. Отложения девона, турне и нижнего визе распространены почти исключительно в центральной части рифта, тогда как на его бортах осадочный разрез начинается с отложений верхнего визе. Начиная с намюрского века, палеорифт не отличается высокой активностью, превратившись в прогиб, а затем синеклизу, но мощности более молодых отложений в его пределах значительные. В центральной части палеорифта расположен линейно-ориентированный грабен, ограниченный крупными сбросами, с амплитудами вертикального смещения до 5 км и более. Грабен служит основанием для образовавшегося в позднем визе широкого пологого прогиба. Мощности отложений, слагающих прогиб, постепенно увеличиваются к его центру, достигая 6-12 км. Увеличение мощностей происходит скачкообразно, главным образом за счет рифтогенных отложений девона - нижнего визе. Среди верхнедевонских пород присутствуют огромные по объему залежи солей, достигающие 2 км и более. Соли содержат местами многочисленные покровы, силы и секущие тела эффузивных пород, свидетельствующих об интенсивных проявлениях вулканизма во время соленакопления. В этом отношении есть много общего с Красноморским рифтом [121 и др.].
Глубинное строение Днепровско-Донецкого палеорифта характерно для подобных структур. Гранито-гнейсовый слой утонен от 20 км на бортах до 12 км в центральном грабене, а «базальтовый» слой от 30 до 18 км. Поверхность Мохо на бортах расположена на глубине 45 км, но в центре поднимается до 30-35 км. По геофизическим данным, в основании осадочного разреза осевой зоны Днепровско-Донецкого палеорифта присутствуют значительные по мощности рифейские образования, а, следовательно, заложение рифта относится еще к рифею. Помимо Днепровско-Донецкого палеорифта хорошо изучены палеорифты Северного моря, Западной Сибири, Тимано-Печорского и других регионов. Наиболее полная сводка по рифтам и палеорифтам мира на английском языке приведена в работах A.M.С. Шенгера, а на русском - в работе A.M.С. Шенгера, Б.А. Натальина «Рифты мира» (2009). В этой работе приведена карта рифтов и палеорифтов мира и наиболее полный список опубликованной литературы по этой проблеме.
Региональные критерии оценки перспектив нефтегазоносности
В ордовике отмечается регрессия и морское осадконакопление. В раннем силуре осадконакопление происходило преимущественно в условиях нестабильного открытого шельфа, с умеренным водообменном. В отдельных зонах преобладали условия прибрежной равнины. В позднем силуре продолжается регрессия морского бассейна, начавшаяся в конце раннесилурийского времени. Это проявляется в сокращении и обмелении позднесилурийского бассейна. В районах выступов (Хорейверский, Малоземельско-Колгуевская моноклиналь) прослежены области современного отсутствия отложений. В бассейне отмечается резкое увеличение роли терригенной составляющей. Наиболее отчетливо регрессивный характер седиментации проявился в начале лудловского века. Осадконакопление в это время происходило в условиях засолонения (до садки седиментационных тонкослоистых и характерных «узорчатых» доломитов) с обедненной и однообразной (водорослево-остракодовой) органической жизнью. В конце позднесилурийского времени намечается более продолжительная стабилизация, которая способствовала накоплению практически чистых хемогенных и биогенных карбонатных осадков, образовавших массивные выдержанные прослои кораллово-строматопорово-криноидных известняков.
Раннедевонское осадконакопление является завершением регрессивного этапа, начавшегося в позднем силуре. Стратиграфически более полные разрезы нижнего девона полностью пройдены в скважинах Варандей-Адзъвинской рифтовой зоне.
Область развития приливно-отливной равнины с терригенным осадконакоплением выделяется на западе бассейна. Терригенно-сульфатно-карбонатная седиментация характерна для юго-восточной части тафрогена (Большеземельский выступ и его экваториальное продолжение). Разрез представлен глинистыми известняками с прослоями доломитов и ангидритов. Отложения мелководно-морского шельфа представлены глинистыми известняками с прослоями глин и песчаников.
В эйфельский век трансгрессия среднедевонского моря на территории Тимано-Печорского тафрогена после континентального перерыва в конце раннедевонского времени, обусловила накопление песчано-алевритовых и глинистых осадков в условиях мелководного морского эпиконтинентального бассейна.
Среднедевонский континентальный рифтогенез Тимано-Печорского тафрогена ознаменовался изменениями базальтов на Тимане, на Шапкино-Юрьяхинском и Колвинском валах.
В позднем палеозое тафроген был вовлечен в погружение. Эпицентром погружения в позднем девоне - раннем карбоне была Предуральская пассивная окраина. В начале франского века процесс осадконакопления связан с мелководным сильно обмеленным бассейном с терригенной седиментацией.
Кыновское время отличается широким распространением глинистых илов, проявлениями вулканической деятельности. Наиболее интенсивное карбонатонакопление началось в саргаевское время. Мелководно-морские условия с терригенным осадконакоплением охватывали территорию севера Колвинского вала и прилегающие к нему территории Денисовской впадины, западный борт Хорейверской впадины. В это время здесь накапливались крупнозернистые песчаники барового происхождения. Обломочный материал поступал с палеосуши, расположенной на территории Южно-Баренцевской впадины.
Развитие раннефранской трансгрессии привело к увеличению площади распространения отложения позднекыновского и саргаевского горизонтов, развитых практически повсеместно и являющихся региональным репером. Эти отложения трансгрессивно залегают на пашийско-нижнекыновских, среднедевонских, ордовикско-силурийских образованиях, а в ряде районов на фундаменте. Зона относительно глубоководного шельфа выделяется на территории Варандей-Адзъвинской структурной зоны и прилегающей Коротаихинской впадины и связана с открытым морским бассейном, расположенным на территории Предуральской пассивной окраины. Для этой зоны в раннефранское время характерно широкое распространение глинистых и особенно карбонатных илов, сформировавшихся в открытом шельфовом морском бассейне.
В позднефранское время Тимано-Печорский тафроген прошел развитие от максимальной трансгрессии в доманиковое время до регрессии к началу франского века.
Континентальные фации аллювиально-озерной равнины распространены лишь вдоль Северного Тимана. В этой зоне отмечается чередование озерных, аллювиальных и прибрежно-континентальных терригенных пород. В позднефранское веря в мелководно-морской обстановке на территории северной части Шапкино-Юрьяхинского вала, о. Колгуев откладывались известняки тонкозернистые, прослоями обломочные, мергели с прослоями доломитов, сульфатов, алевритов и песчаников. В экваториальной части этой зоны отмечается погружение впадин франского времени, заполнение которых было компенсированным.
На границе зон мелководно-морского шельфа и относительно глубоководных впадин формировалась зона развития барьерных рифов и отдельных рифовых построек. В конце франского времени в пределах севера Тимано-Печорского тафрогена формировались зарифовые карбонатные фации. Барьерные рифы приурочены к горстам и развиты на линейных структурах, вдоль зон разломов. Сложная система разломов и неравномерное прогибание множества мелких блоков привели к неравномерному распределению фаций. На горстах росли карбонатные постройки, в грабенах накапливались глубоководные доманиковые фации.
Начиная с франского века, происходило постепенное заполнение глубоководных впадин осадками и смещение барьерных рифтов в стратиграфической последовательности на северо-восток. К концу позднефаменско-турнейскому времени морской бассейн заполнился карбонатными осадками и некомпенсированные впадины сохранились лишь на северо-востоке территории.
Похожие диссертации на Перспективы нефтегазоносности палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона
