Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общие вопросы терминологии и классификации осадочных бассейнов 13
Глава 2. Научно-методические аспекты эволю ционно-генетического подхода к изучению осадочных бассейнов 26
2.1. Эволюционно-генетический анализ строения осадочных бассейнов 26
2.2. Осадочные бассейны европейского севера в системе бассейнов Урало-Монгольского подвижного пояса 30
Глава 3. Строение и эволюция осадочных бассейнов европейского севера России 41
3.1. Геолого-структурная характеристика и тектоническая эволюция осадочных бассейнов 41
3.1.1. Мезенский бассейн 41
3.1.2. Печорско-Баренцевоморский бассейн 89
3.2. Геодинамические режимы становления и развития осадочных бассейнов 175
3.3. Разломная тектоника осадочных бассейнов 177
3.3.1. Мезенский бассейн 178
3.3.2. Печорско-Баренцевоморский бассейн 181
3.3.3.Закономерности разломной тектоники 209
Глава 4. Рифтогены в структуре осадочных бассей нов, особенности их строения в связи с нефтегазоносностью 209
4.1. Общая характеристика палеорифтовых структур 210
4.2. Архитектура палеорифтовых зон 217
Глава 5. Внутриплитные структуры сжатия в осадочных бассейнах . 236
Глава 6. Тектонические аспекты нефтегазоносности осадочных бассейнов европей ского севера России 247
6.1. Характеристика нефтегазоносности осадочных бассейнов . 247
6.2. Тектоническая эволюция зон нефтегазообразования и нефтегазонакопления в Тимано-Печорском суббассейне 264
6.3. Влияние разломной тектоники на нефтегазоносность (на примере континентальной части Печорско-Барен цевоморского бассейна) 274
6.4. Специфика нефтегазоносности осадочных бассейнов в связи с особенностями их тектонического развития 284
Глава 7. Нефтегазогеологическое районирование осадочных бассейнов и перспективные направления поисково-разведочных работ на нефть и газ 292
Заключение 305
Литература
- Осадочные бассейны европейского севера в системе бассейнов Урало-Монгольского подвижного пояса
- Геодинамические режимы становления и развития осадочных бассейнов
- Архитектура палеорифтовых зон
- Влияние разломной тектоники на нефтегазоносность (на примере континентальной части Печорско-Барен цевоморского бассейна)
Введение к работе
Актуальность исследований. Минерально-сырьевые ресурсы, ив первую очередь топливно-энергетические, составляют основу экономики Республики Коми и Ненецкого автономного округа Архангельской области, расположенных на европейском северо-востоке России. Горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, горючие сланцы и битумы) установлены здесь в двух осадочных бассейнах: Печорско-Баренцевоморском и Мезенском. По этим геологически сложным и весьма перспективным в отношении обнаружения новых скоплений углеводородов (УВ) осадочным бассейнам за последние десятилетия накопился значительный объем фактического материала, в том числе новые данные сейсморазведочных работ и глубокого бурения. Ревизия и переинтерпретация этого материала с использованием современных методологических и концептуальных подходов (плитотектонического, геодинамического, эволюционно-генетического и др.) позволяют внести существенный вклад в решение фундаментальных проблем геологии нефти и газа осадочных бассейнов и способствуют выяснению закономерностей формирования и размещения месторождений нефти и газа, их прогнозу и в конечном итоге обеспечению прироста запасов.
Исходя из этого, представляются весьма актуальными исследования проблем становления и эволюции осадочных бассейнов (ОБ), выявления их современной структуры, оценки роли тектонических факторов в формировании и размещении скоплений УВ. Кроме того, осадочные бассейны европейского севера России представляют собой чрезвычайно интересные в научно-теоретическом плане объекты для решения актуальных проблем внутриплитной тектоники и геодинамики, для выявления роли процессов континентального рифтогенеза в их формировании, механизмов образования и архитектуры палеорифтовых зон, а также внутриплитных структур сжатия в связи с оценкой перспектив их нефтегазоносности.
Исследования проводились в соответствии с темами Института геологии Коми НЦ УрО РАН, в том числе с темой «Эволюционно-генетические основы прогноза и закономерности распространения горючих ископаемых в осадочных бассейнах европейского севера России». Ряд проблем разрабатывался, автором в рамках международных программ и проектов, таких, как IGCP Project 400 «Geodynamic of Continental Rifting» и EUROPROBE: Project TIMPEBAR «Basement Control on Basin Evolution».
Цель работы - установление закономерностей строения и эволюции осадочных бассейнов, тектонических условий формирования и размещения в них месторождений нефти и газа как основы нефтегазогеологического районирования, научного прогноза перспектив нефтегазоносности и определения направлений региональных и поисково-разведочных работ.
Задачи исследований: 1) разработка эволюционно-генетического подхода к изучению осадочных бассейнов; 2) анализ современного строения и тектонической эволюции ОБ, ее связи с развитием более крупных элементов литосферы (кратонов и подвижных поясов); 3) оценка геодинамических ре-
жимов формирования бассейнов; 4) всестороннее изучение, анализ закономерностей проявления разломной тектоники и влияния разломов на процессы онтогенеза УВ в осадочных бассейнах; 5) выявление роли процессов континентального рифтогенеза в становлении и эволюции осадочных бассейнов, архитектуры палеорифтовых зон в связи с нефтегазоносностью; 6) анализ строения, условий формирования внутриплитных структур сжатия и их роли в процессах нефтегазонакопления; 7) оценка влияния тектонических условий на формирование и размещение месторождений нефти и газа, разработка рекомендаций по направлениям и объектам геологоразведочных работ на нефть и газ.
Научная новизна. На основе комплексного изучения современных геологических и геофизических данных осуществлен новый регионально-тектонический синтез для крупного сегмента литосферы Евразийского континента, отвечающего в тектоническом плане северу Русской и Печорско-Баренцево-морской плитам и расположенным в их пределах Мезенскому и Печорско-Баренцевоморскому ОБ. Разработаны эволюционно-генетические модели этих бассейнов.
Впервые обосновывается выделение единого Печорско-Баренцевоморс-кого осадочного нефтегазоносного бассейна. Установлено, что Печорско-Ба-ренцевоморский и Мезенский бассейны слагаются рядом латерально и вертикально сопряженных структурно-вещественных (литодинамических) комплексов или их реликтов, формировавшихся в различных геодинамических условиях.
Выявлена доминантность определенных структурно-вещественных комплексов в осадочных бассейнах в целом или в их отдельных частях, отчетливо коррелирующаяся с главными этапами формирования бассейнов и окружающих их горно-складчатых областей.
Установлены пространственно-временные закономерности проявления разломной тектоники рассматриваемых бассейнов, проведена систематизация разломов по возрасту заложения, геологической значимости, по морфо-кинематическим типам и режиму развития на платформенном этапе. ; Впервые для Тимано-Печорского региона установлены многофазность и различный по генезису характер рифтинга в Печоро-Колвинской зоне - пассивный рифтинг в раннем-среднем ордовике, позднем силуре - раннем девоне, связанный со становлением Уральской палеорифтовой системы с ее последующим раскрытием и формированием океанического бассейна, и активный рифтинг в среднедевонско-раннефранское время с предшествовавшим ему обширным воздыманием территории и раннефранским магматизмом.
Установлено сходство архитектуры Лечоро-Колвинского авлакогена с мезозойскими и современными рифтовыми зонами. Показано, что рифтоген-ные структуры характеризуются широким набором структурно-морфологических форм, среди которых обособляются трансферные (передаточные) структуры (зоны). Установлено их влияние на обстановки осадконакопления, характер распределения мощностей до-, син- и пострифтовых комплексов, формирование ловушек УВ различного типа.
Оценена роль тангенциального сжатия в образовании линейных положительных разнопорядковых платформенных структур Тимано-Печорского бассейна. Показано, что значительная их часть связана с горизонтальными сжимающими напряжениями, обусловленными коллизионными процессами на севере Урала и Пай-Хое. Установлено, что морфологическая выраженность структур различна как вследствие удаленности их от источника деформации, так и в зависимости от структурного плана и характера дислокаций предшествующего этапа развития. Показано, что многие из валоообразных структур возникли в условиях транспрессии (сжатия со сдвигом).
Выявлена специфика нефтегазоносности Печорско-Баренцевоморского ОБ, связанная с особенностями его тектонического строения и эволюции, уточнено нефтегазогеологическое районирование Мезенского и Тимано-Пе-чорского осадочных бассейнов, определена роль разломов в формировании и размещении месторождений нефти и газа.
Практическая значимость работы состоите научном обосновании перспектив нефтегазоносности территории и направлений нефтегазогеологичес-ких исследований, выполненном на основе анализа тектонических условий формирования и размещения углеводородных скоплений в ОБ европейского севера России. Рекомендации по направлениям региональных и поисково-разведочных работ на нефть и газ в Мезенском и континентальной части Печорско-Баренцевоморского бассейнов, разработанные в отделе геологии горючих ископаемых Института геологии Коми НЦ УрО РАН с учетом результатов исследований автора, в течение 1976-2000 гг. были переданы в различные производственные организации и министерства. Они представлены в комплексных проектах геолого-разведочных работ в Тимано-Печорском регионе и Юго-Западном Предтиманье.
Материалы исследований автора нашли отражение в картографических изданиях, таких, как "Карта разломов европейского северо-востока России" масштаба 1:2 500 000, "Карта перспектив нефтегазоносности Тимано-Печор-ской провинции" масштаба 1:2 500 000. По северу Европейской платформы (Мезенской и Печорской синеклизам, Предуральскому краевому прогибу) были подготовлены макеты структурно-тектонических карт масштаба 1:5 000 000 для Международной тектонической карты Европы.
Фактический материал, положенный в основу работы, собран, проанализирован и обобщен автором в период с 1975 по 2000 г Он включает как данные личных полевых наблюдений в районах обрамлений осадочных бассейнов (на Тиманской гряде, севере Урала и Пай-Хое), так и геологические, геофизические, геохимические, промысловые и буровые материалы, имеющиеся в различных производственных организациях и компаниях/научных институтах и центрах, региональных геологических фондах, таких/как: Архангельск-геолдобыча, Ухтанефтегазгеология, Севергеофизика, Нарьянмарсейсмораз-ведка, Севергазпром, Арктикморнефтегазразведка, НИИМорнёфтегеофизи-ка, Полярноуралгеология, Тимано-Печорский НИЦ, ПечорНИПИнефть, филиал ВНИИГаза - СеверНИПИГаз, Севморгеология, ВНИГРИ, ИГиРГИ, ВНИГНИ, ГИН РАН, Центр ГЕОН, Московский госуниверситет и др.
. Значительную долю в общем объеме фактического материала составляют данные, полученные непосредственно сотрудниками отдела геологии горючих ископаемых, с которыми автор принимал участие в разработке ряда научно-исследовательских и хоздоговорных тем в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и научного руководителя, а также материалы сотрудников других лабораторий Института геологии Коми НЦУрО РАН. Помимо этого в работе использованы многочисленные данные по тектонике, геодинамике и нефтегазоносности, содержащиеся в отечественных и зарубежных публикациях. Положительную роль в отношении сбора последних, а также в методологическом плане оказали международные командировки автора для проведения совместных научных исследований в США (гг. Солт-Лейк-Сити и Колумбия) и Францию (г. Париж).
Апробация работы. Основные положения и практические рекомендации работы докладывались на Международной конференции "Рифтогенез и неф-тегазоносность" (Чернигов, 1990), на съездах Американского геологического общества (Денвер, 1991,1996; Цинциннати, 1993), Американской ассоциации геологов-нефтяников (Лондон, 1991), Канадского общества геологов-нефтяников (Калгари, 1993, 1997), на Международном симпозиуме Теодинамичес-кая эволюция осадочных бассейнов (Москва, 1992), XXX Международном Геологическом конгрессе (Пекин, 1996), на Международной Геофизической конференции (Москва, 1997), Международной конференции "Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа" (Москва, 1997), Международной конференции по Арктическим окраинам (Целле, 1998), Международных совещаниях по программе EUROPROBE и проекту TIMPEBAR (Москва, 1990; 1998; Гурзуф, 1996; Уппсала, 1997; С.-Петербург, 1997; Целле, 1998); на Всесоюзном семинаре "Формации осадочных бассейнов" (Москва, 1985), Всесоюзном совещании "Нефтегазоносность региональных надвиговых зон" (Фрунзе, 1988), XXI hXXVIII Всесоюзных Тектонических совещаниях "Тектонические исследования в связи с средне- и крупномасштабным геокартированием" и "Тектоника осадочных бассейнов Северной Евразии (Москва, 1988, 1995), на региональных конференциях, совещаниях в Ухте, Усинске, Печоре, Сыктывкаре, Архангельске, Тюмени.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 85 работ, в том числе семь монографий и шесть брошюр.
Основные защищаемые положения:
1. Мезенский и Печорско-Баренцевоморский осадочные бассейны формировались в течение длительного отрезка геологической эволюции литосферы в ходе неоднократной смены деструктивных и конструктивных тектонических процессов. В современном структурном плане они обособляются в виде гетерогенных образований, сложенных латерально и вертикально сопряженными структурно-вещественными комплексами пород или их реликтами, отвечающими палеобассейнам различных геодинамических обстановок (рифтогенной, пассивноокраинной, синеклизной и коллизионной). В составе впервые выделяемого в ранге единого Печорско-Баренцевоморского бассейна (мегабассейна) обособляются Тимано-Печорский, Баренцевомор-ский и Северо-Карский суббассейны.
-
Важная роль в становлении, эволюции и современном структурном плане осадочных бассейнов принадлежит рифтогенным структурам, возраст которых омолаживается от рифейского в Мезенском бассейне до ордовикско-раннедевонского и среднедевонско-раннефранского в Тимано-Печорском, позднедевонского, пермско-триасового и кайнозойского в Баренцевоморс-ком суббассейнах. Рифтинг в Печоро-Колвинском авлакогене Тимано-Печор-ского суббассейна характеризовался многофазностью и различным генезисом: пассивным в ордовике- раннем девоне и активным в среднем девоне -раннем фране. В становлении архитектурного облика рифтогенов существенная роль принадлежит трансферним (передаточным) структурам, определяющим их поперечную зональность и контролирующим обстановки осадкона-копления, характер распределения мощностей синрифтовых комплексов и в конечном итоге условия нефтегазонакопления.
-
Уровни и масштабы концентрации основных ресурсов УВ в Мезенском и Печорско-Баренцевоморском бассейнах отчетливо коррелируются с комплексами-доминантами, смещаясь вверх по разрезу и возрастая от Мезенского бассейна кТимано-Печорскому и Баренцевоморскому суббассейнам. Сложный характер тектонической и геодинамической эволюции Тимано-Печорс-кого суббассейна по сравнению с Баренцевоморским обусловил остаточный характер его нефтегазоносное, преобладание нефтяных скоплений над газовыми, аллохтонныхи смешанных углеводородных систем над автохтонными, а также редуцированный сверху ряд залежей УВ.
-
Формирование многих разноранговых валообразных структур осадочного чехла Тимано-Печорского региона связано с транспрессивными движениями (сжатием со сдвиговой составляющей) в позднем палеозое - раннем мезозое, обусловленными коллизионными процессами на севере Урала и Пай-Хое. Морфологическая выраженность структур не одинакова вследствие как удаленности их от источника деформации, так и разного характера дислокаций предшествовавшего этапа развития. Различный стиль тектоники валов определил специфику условий нефтегазонакопления в их пределах и обусловил необходимость учета этого фактора при поисках новых скоплений УВ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, изложенных на 345 страницах, включает 100 рисунков, 3 таблицы. Список литературы содержит 350 наименований.
Осадочные бассейны европейского севера в системе бассейнов Урало-Монгольского подвижного пояса
Учение об осадочных (осадочно-породных) бассейнах составляет фундаментальную основу геологии нефти и газа. По образному выражению ряда исследователей осадочные бассейны являются родиной нефти (Гаврилов, 1978; Вассоевич, 1979; 1981). Именно в осадочных бассейнах происходили процессы генерации и миграции углеводородов (УВ), формирование скоплений нефти, газа и газоконденсата и последующие их преобразования вплоть до разрушения.
На осадочные бассейны приходится половина площади всей осадочной оболочки Земли. На протяжении последних полутора веков интерес к изучению осадочных бассейнов со стороны широкого круга специалистов наук о Земле (геологов, геофизиков, геохимиков, гидрогеологов и др.) не только не ослабевает, а, напротив, неуклонно возрастает. Связано это в значительной степени с тем, что осадочные бассейны "раскрыли" свои неожиданные возможности в отношении формирования помимо традиционных совершенно новых типов месторождений полезных ископаемых, среди которых осадочно-гидротермальные месторождения золота, серебра, ртути, вольфрама, сурьмы и других металлов (Литогеодинамика..., 1998).
С осадочными бассейнами связаны свыше 50 тыс. нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, выявленных в мире к настоящему времени (Нефтегазовый потенциал..., 1996). Значительные достижения в области геологии нефти и газа обязаны в первую очередь развитию учения об осадочных нефтегазоносных бассейнах. По мнению В.Е.Хаина (1998а), это учение превратилось в одно из ведущих направлений не только нефтегазовой геологии, но и геологии вообще. В последние десятилетия многими отечественными и зарубежными геологами в арсенал методов исследований введен бассейновый анализ. Суть его заключается в комплексном анализе и обобщении геологических, геохимических и другого рода данных об осадочных бассейнах, позволяющих расшифровать особенности их формирования, современного строения и геологической эволюции. Начиная с 80-х годов нашего столетия в бассейновый анализ вводится системный подход, позволяющий, по мнению А.Н.Дмитриевского (1998), более эффективно представлять интегрированную информацию об осадочных бассейнах, осуществлять их типизацию, разрабатывать основы прогнозирования нефтегазоносности, новые принципы нефтегазогеологического районирования и стратегию нефтегазопоисковых работ.
Совершенно справедливо отмечается рядом исследователей (Нефтегазоносность осадочных бассейнов..., 1988; Соколов 1980; Кучерук, Ушаков, 1995; и др.), что дальнейшие совершенствования наших представлений в области геологии нефти и газа должны быть основаны на ясном понимании того, что представляют собой те или иные осадочные бассейны, каковы механизмы их формирования, особенности развития в ходе эволюции литосферы, разрушения и (или) трансформации слагающих их осадочных пород в метаморфические образования, выполняющие роль фундамента для последующих более молодых осадочных бассейнов.
Обратимся теперь к краткому анализу терминологической и понятийной базы, связанной с осадочными бассейнами, которая используется специалистами при их исследовании, а также употребляемой автором в настоящей работе. Эти вопросы нашли отражение во многих публикациях, однако, по мнению автора, достаточно полно и обстоятельно были рассмотрены в ряде работ Н.Б.Вассоевича и его коллег (Нефтегазоносность..., 1988).
Термин "бассейн" происходит от кельтского слова "bas", означающего углубление, впадину (Нефтегазоносный бассейн..., 1970). В англоязычной геологической литературе этот термин широко используется для обозначения на различных схемах и картах геологических структур типа впадин и депрессий. В то лее время широким распространением пользуется термин "sedimentary basin", который, по мнению Н.Б.Вассоевича, следует переводить как осадочный или, лучше, как осадочно-породный бассейн. При этом Н.Б.Вассоевич (1979) отмечал, что несмотря на свою популярность термин "осадочный бассейн" характеризуется очень распространенной в терминологии болезнью - неоднозначностью. Слово "седимент" на русском языке обычно ассоциируется с осадками, а не с породой. Поэтому в одних случаях под осадочным бассейном понимают водоем, в котором протекает (протекало) осадконакопление, а в других - осадочно-породное тело. Некоторые российские исследователи, в том числе и специалисты Института геологии КНЦ УрО РАН (Топливно-энергетическая база..., 1991; и др.) предпочитают использовать в ряде своих работ термин "седиментационный бассейн", понимая его как осадочно породный бассейн, другие же - как бассейн осадконакопления. Для избежания подобной путаницы Н.Б.Вассоевич предложил употреблять в тех случаях, когда имеются в виду не современные (или древние) бассейны осадконакопления, а уже сформировавшиеся осадочные тела, более "прозрачный", мотивированный термин "бассейн осадочных пород" или более подходящий "осадочно-породный бассейн". В дальнейшем мы в своей работе используем именно этот термин и соответствующее ему понятие, применяя, однако, его сокращенный терминологический вариант "осадочный бассейн" (с аббревиатурой ОБ), и рассматриваем ОБ как "целостную достаточно автономную систему, возникшую в результате выполнения осадками самостоятельно развивавшейся крупной впадины (п-103 п-106 км2) и, следовательно, характеризующуюся определенным единством своей геологической истории" (Нефтегазоносный бассейн..., 1970, с. 14).
Формирование ОБ является решающим среди множества факторов, так или иначе обусловливающих процессы нефтегазообразования на Земле. Нефтегазоносность по сути является свойством ОБ, которое закономерно проявляется на определенных этапах его существования (Нефтегазоносные осадочные бассейны..., 1972; Серегин и др., 1977; Соколов, 1980 и мн. др.). Эволюция ОБ и превращение его в нефтегазоносный представляется достаточно сложным и длительным прерывисто-непрерывным процессом, подчиняющимся тектоническим законам и находящимся в тесной зависимости от развития основных структурных элементов земной коры - континентов и океанов, а также осложняющих их крупных тектонических структур (платформ, подвижных поясов). Таким образом, под нефтегазоносным осадочным бассейном (НГБ ) "понимается область устойчивого и длительного погружения земной коры, в процессе которого формируется тело осадочных пород, состав, строение, прогрессивный литогенез и условия залегания которых обусловливают образование, накопление и сохранность в них промышленных скоплений нефти и газа" (Соколов, 1980; с.81).
Геодинамические режимы становления и развития осадочных бассейнов
В современном структурном плане на севере ПП сохранились только перикратонные прогибы и частично внешние зоны пассивных континентальных окраин (под складчато-надвиговыми структурами современных орогенов). Все остальные на заключительной стадии орогенеза подверглись интенсивной структурно-метаморфической и магматической переработкам и в основном вошли в состав фундамента.
Второй этап развития Урало-Монгольского ПП был также разновозрастным и в соответствии с временем консолидации отдельных геоблоков земной коры на севере ПП продолжался от позднего кембрия-ордовика (?) (эпибайкальские геоблоки) до ранней юры. В течение этого этапа образовались разновозрастные поздне- и посторогенные унаследованные и наложенные межгорные впадины, рифтогенные прогибы (авлакогены на эпибйкальском итафрогены наэпигерцинском основаниях), полого дислоцированные чехлы срединных массивов, наложенные вулканические пояса. Все вместе они составляют, по мнению ряда исследователей, промежуточный структурный этаж, переходный от собственно складчатого фундамента к плитному осадочному чехлу. С этим же этапом связано завершение формирования краевых прогибов, наложенных на перикратонные опускания древних платформ.
Третий этап практически на всей площади Урало-Монгольского ПП одновозрастный. Он начался в ранней(?)-средней юре и на большей части территории севера Урало-Монгольского пояса продолжается до настоящего времени. Этот этап отличается от предыдущих временной стабилизацией тектонических движений. Именно в это время образовались молодые эпиварисцийские Западно-Сибирская и Туранская плиты, а также позднесинеклизный (юрско-меловой) комплекс Печорско-Баренцевоморской плиты.
Начиная с позднего олигоцена громадные территории Урало-Монгольского пояса (Урал, Новая Земля, Пай-Хой, Центральный Казахстан, Средняя Азия, Алтае-Саянская область, Забайкалье, Монголия и Северный Китай) вступили в этап повторного орогенеза (дейтероорогенеза). Именно в этот период появились все современные горные хребты Урала, Тянь-Шаня, Алтая, Саян, Байкало-Патомского нагорья и разделяющие их межгорные впадины и прогибы. Осадочные толщи предшествующего плитного этапа на этих территориях почти повсеместно были размыты и сохранились только в наиболее крупных глубоких впадинах, наложенных на срединные массивы (например, в Устюртской, Сырдарьинской, Ферганской и др.). В пределах территории европейского севера России тектонические движения последнего этапа в материковой части отразились в глубоком (до 3-4 км) эрозионном размыве подстилающих отложений, вплоть до позднедокембрийско раннепалеозойских (например, Тиманская гряда), но не образовали новых генетически иных
В соответствии с общим характером и этапностью формирования ПП среди осадочных бассейнов, находившихся в его пределах, обособлялись как многоярусные гетерогенные ОБ, которые отличались длительным разноплановым развитием, так й бассейны, формирование которых происходило на протяжении лишь одной стадии эволюции земной коры (например, орогенные межгорные впадины на одновозрастном эпиварисцийском складчатом фундаменте).
Осадочные бассейны в окраинно-плитных частях современных платформ расположены вне подвижного пояса, однако развивились в тесной зависимости от его тектонической активности (глубоко опущенные края древних платформ были втянуты в погружение в процессе раскрытия и разрастания океанических палеобассейнов, а позднее в ходе закрытия последних подверглись воздействию коллизионных процессов) и потому также имеют сложное строение: на фундаменте залегают как правило окраинно-рифтовые осадочные и вулканогенно-осадочные образования, сменяющиеся вверх по разрезу перикратонным и пассивноокраинным, а также синклизным плитными комплексами отложений и орогенными толщами краевых прогибов. Более молодые осадки верхней части плитного чехла (позднесинеклизные) на современном этапе здесь, как правило, были размыты. Они сохранились в отдельных депрессиях в виде сравнительно маломощных (до 300-500 м) посттриасовых терригенных толщ.
Мезенский и Печорско-Баренцевоморский осадочные бассейны принадлежат к группе гетерогенных и в своем развитии тесно связаны с двухмя разновозрастными подвижными поясами: Урало-Монгольским (в северной части субмеридиональным) и Северо 36 Атлантическим (субширотным) (рис. 5). Мезенский бассейн является резонансной по отношению к Урало-Монгольскому поясу структурой и располагается в краевой северовосточной части Восточно-Европейской платформы. Печорско-Баренцевоморский обособляется в пределах крайней северо-западной области Урало-Моногольского пояса, где последний граничит с Северо-Атлантическим 1111 и с деструктивно наложенным молодым Евразийским океаническим бассейном.
Все современные ОБ подвижного пояса и резонансные по отношению к нему бассейны в краевых частях кратонов различаются по генетическим типам, длительности развития, композиционному набору формаций разных палеобассейнов седиментации, а также по возрасту главных структурно-вещественных комплексов (комплексов-доминант в объеме всего осадочного выполнения ОБ).
По осадочному выполнению ОБ кратонов и наложенных на них краевых прогибов являются наиболее древними. Они отражают разновозрастные стадии максимальных погружений окраин континентов и последующих складчато-орогенных дислокаций в пределах подвижного пояса. Поэтому отложения главных циклов седиментации здесь имеют рифейско-вендский и раннепалеозойско- раннемезозойский (триасовый) возрасты. Представлены образования этих циклов шельфовыми карбонатными, терригенно-карбонатными и терригенными породами общей мощностью до 7-8 км и более (например, в Прикаспийском суббассейне Волго-Уральского ОБ). Эти бассейны тектонически активны. Им свойственны многочисленные длительные перерывы в осадконакоплении, сопровождавшиеся интенсивными глубокими размывами и структурными перестройками. В плитном чехле преобладают наложенные новообразованные обычно изометричные структуры. При сравнении с ними ОБ молодых эпиварисцийских плит (Западно-Сибирской, Северо-Туранской) в пределах ПП отчетливо видны их принципиальные тектонические и формационные различия. Главный цикл седиментации здесь отвечает среднеюрско-палеогеновому времени. В разрезе осадочного чехла преобладают терригенные формации. Известняковые и особенно доломитовые формации развиты здесь редко. Общие мощности отложений не превышают 5-6 км.
Архитектура палеорифтовых зон
Проблемам тектоники северо-восточной части Русской плиты, где расположен Мезенский ОБ, посвящены работы В.И.Башилова, А.А.Богданова, Б.П.Богданова, В.В.Бронгулеева, Г.Ф.Буданова, Р.Н.Валеева, Р.А.Гафарова, В.А.Дедеева, В.Н.Зандера, А.Н.Золотова, Я.Д.Зеккеля, С.Л.Костюченко, В.Г.Коца, Е.М.Люткевича, А.А.Малахова, М.В.Муратова, Н.В.Неволина, В.Г.Оловянишникова (Гецена), Л.И.Писаревой, Б.А.Пименова, В.А.Разницына, Б.А.Соколова, Э.Э.Фотиади и мн. др. Рассматриваемая ниже характеристика строения и эволюции Мезенского бассейна приводится на основе геолого-геофизических данных, полученных за последние полтора десятка лет, с учетом в той или иной степени результатов исследований этих авторов.
Мезенский бассейн расположен на севере Русской плиты между Балтийским щитом и Канино-Тиманской грядой в пределах 62-67 с.ш. В структурном плане ему отвечает одноименная синеклиза (см. рис. 5). В генетическом отношении он входит в состав перикратонных бассейнов, сопряженных с Урало-Монгольским подвижным поясом. На юге и юго-востоке Мезенский бассейн ограничен сводовыми поднятиями Вол го-Уральской антеклизы, на юго-западе Сухонская седловина отделяет его от Московской синеклизы. Восточную границу бассейна большинство исследователей традиционно проводит вдоль Западно-Тиманской зоны разломов, ограничивающих с запада Канино-Тиманскую гряду. Нам представляется, что при проведении этой границы необходим комплексный подход, учитывающий морфологический, формационный и историко-генетический критерии.
Геологические данные, а также материалы сейсморазведочных работ последних лет вдоль серии профилей, расположенных поперек зоны сочленения структур Тимана и Мезенской синеклизы, указывают на то, что рифейские слабометаморфизованные породы западного склона Канино-Тиманского кряжа надвинуты на восточную краевую часть Мезенской синеклизы (рис. 6,7, 8).
При этом рифейские осадочные толщи последней прослеживаются под плоскостями тектонических нарушений Западно-Тиманской зоны. По формационному признаку породы восточной части Мезенской синеклизы и западной части Тимана принадлежат соответственно Мезенско-Вашкинской и Четласско-Обдырской подзонам единой в палеотектоническом плане перикратонной зоны и различаются лишь незначительным возрастанием в северо-восточном направлении степени метаморфизма пород (Гецен, 1987). По существу верхнедокембрийские породы западного склона Тимана (до Центральнотиманской зоны разломов) представляют собой подвергнутые байкальским и более поздним деформациям и приподнятые по взбросо-надвигам блоки перикратонной части Русской плиты, перекрытые каменноугольно-пермскими отложениями. Они могут представлять здесь определенный интерес с точки зрения перспектив нефтегазоносности. С учетом этого восточную границу Мезенского бассейна следует проводить вдоль Центральнотиманской зоны разломов, маркируемой с востока выходами на дневную поверхность или неглубоким залеганием более дислоцированных и метаморфизованных докембрийскихтолщ Кислоручейско-Вольской структурно-формационной зоны Канино-Тиманского кряжа (рис.8). На северо-западе граница бассейна прослеживается в акватории Белого моря вдоль северо-восточного склона Балтийского щита.
Общая площадь Мезенского бассейна достигает 300 тыс. км2, в том числе в пределах континентальной части - 265 тыс. км2. Объем выполняющих его осадочных пород составляет 0,8-0,95 млн км3. Основная часть осадочного чехла приходится на вендские и рифейские образования (70-75%). На землях бассейна открыты месторождения горючих сланцев и каменного угля. Промышленные скопления нефти и углеводородного газа пока не выявлены. Нефтепроявления и залежи битумов встречены на отдельных площадях в Вычегодском прогибе.
По состоянию на 01.01.1994 г. в пределах Мезенского бассейна пробурено 4 опорных, 10 параметрических, 6 поисково-оценочных и около 40 структурно-поисковых скважин. Из них глубже 3.0 км пробурено 7 скважин. Забой наиболее глубокой скважины 1-Нижняя Пеша находится на глубине 4003 м. Отложения фундамента вскрыты в пределах палеоподнятий двумя (1 -Уфтюгская и 1 -Ценогорская) и рифейского комплекса десятью скважинами, из которых лишь две (1-Усть-Няфта и 1-Сторожевск) вошли в отложения среднего рифея, остальные же остановлены в верхнем. Структурные условия всех глубоких скважин по отложениям верхнего докембрия неблагоприятные. Средняя плотность глубокого бурения составляет 0.2-0.3 м/км2.
Сейсмическими исследованиями территория Мезенского бассейна изучена крайне неравномерно как по площади, так и по разрезу. Больше всего отработано сейсмопрофилей методом отраженных волн (около 19000 км), характеризующих лишь верхнюю палеозойскую часть разреза. Средняя плотность их по региону составляет 0.08 км/км2. Работы наиболее современным методом общей глубинной точки (МОГТ) в регионе начали проводиться лишь в последнее десятилетие. Всего выполнено около 4500 км профилей, расположенных преимущественно в южной половине бассейна на территории Республики Коми.
Влияние разломной тектоники на нефтегазоносность (на примере континентальной части Печорско-Барен цевоморского бассейна)
Верхнепермский структурный подъярус к западу от Тиманской гряды (Сафоновский и Вычегодский прогибы) сложен красноцветно-сероцветной терригенно-карбонатной формацией уфимско-татарского возраста. Нижние горизонты формации почти повсеместно с размывом залегают на породах кунгурского яруса и более древних отложениях. В их строении участвуют ритмично чередующиеся пачки красноцветных, часто огипсованных песчаников и алевролитов, переслаивающихся с глинами, известняками и мергелями. Выше отмечается чередование сероцветных мергелей и известняков с глинами, алевролитами и олигомиктовыми песчаниками.-Формация завершается чередованием пачек красноцветных, сероцветных и беловатых мергелей, среди которых встречаются прослои глин, алевролитов, известняков и доломитов. Мощность формации в Сафоновском прогибе достигает 875 м.
К западу и юго-западу состав формаций рассматриваемого структурного подъяруса несколько меняется. В его нижней части выделяется песчано-глинистая гипсоносная формация уфимского возраста, в строении которой принимают участие красноцветные огипсованные песчаники, глины и алевролиты с прослоями ангидритов. Мощность формации варьирует от 5 до 85 м. Над ней размещается красноцветно-сероцветная терригенно-карбонатная формация казанско-татарского возраста мощностью 220-280 м. В строении формации участвуют внизу доломитизированные и огипсованные известняки, переслаивающиеся с песчаниками и глинами, а выше с небольшим размывом на них залегает толща переслаивания доломитов и доломитизированных аргиллитов, мергелей, глин и водорослевых известняков. В основании верхней толщи известны песчано-алевритовые породы, иногда пласты конгломератов.
Формации, слагающие верхний, триасовый структурный подъярус, залегают на нижележащих образованиях с размывом. В Среднерусском бассейне известны лишь нижнетриасовые отложения, а на востоке Мезенского ОБ разрез триаса более полный. Так, например, в Пешской котловине известны отложения среднего и верхнего триаса.
В восточной части Мезенского бассейна выделяется нижняя красноцветная песчано-глинистая формация мощностью 190-220 м. Она представлена преимущественно кварцевыми песками и песчаниками, переслаивающимися в верхней части с глинами. Выше по разрезу она сменяется сероцветной глинистой (до 85 м) и сероцветной песчаной олигомиктовой формациями (до 50-80 м) позднетриасового возраста.
Отложения, слагающие среднеюрско-антропогеновый структурный ярус, развиты в Мезенском ОБ локально. Лишь верхняя, антропогеновая часть этого яруса распространена повсеместно. Ярус сложен преимущественно терригенными песчаными и песчано-глинистыми образованиями различного генезиса. Нижняя его граница проводится по региональному перерыву в основании среднеюрской песчаной толщи (батские слои), верхняя - эрозионная. Структурный ярус можно разделить на два подъяруса: среднеюрско-нижнемеловой, антропогеновый.
Нижний, среднеюрско-нижнемеловой, структурный подъярус слагают континентальная угленосная олигомиктовая песчаная формация средней юры и темноцветная песчано-глинистая формация верхней юры и неокома.
Континентальная угленосная олигомиктовая песчаная формация среднеюрского возраста залегает с большим перерывом на размытой поверхности триасовых отложений. В Мезенском ОБ в основании формации залегают конгломераты и галечники с галькой из пород верхней перми, а также гранитов и диабазов (Мезенско-Вычегодский водораздел), а выше - песчаники и пески кварцевые с прослоями глин и горючих сланцев. Мощность формации составляет 15-55 м. Образовалась она в континентальных условиях, в пресноводном бассейне.
Темноцветная, песчано-глинистая формация верхней юры и неокома на севере Мезенского бассейна имеет существенно глинистый состав. Она сложена толщей темно-серых или серых глин, иногда известковистых и мергелистых с прослоями мергелей и глинистых известняков, с конкрециями фосфоритов в нижней части, с линзами и прослоями горючих сланцев - в верхней. Неокомская часть формации (песчано-глинистые толщи) развита здесь локально. Она известна лишь в Пешской котловине.
Верхний антропогеновый структурный подъярус сложен маломощной полифациальной песчано-глинистой формацией, которая почти сплошным чехлом покрывает всю площадь бассейна. Формацию слагает комплекс озерно-аллювиальных, морских, ледово-морских и ледниковых песчано-алевритовых и глинистых, местами валунных осадков. Мощность формации изменяется в широких пределах - от нескольких метров до 250-300 м.
Сейсмогеологическая характеристика разреза Анализ развития рассмотренных выше структурно-формационных комплексов (ярусов) по площади Мезенского бассейна, а также все структурные построения, приводимые при последующем рассмотрении строения платформенного чехла, выполнялись нами с широким использованием материалов сейсмических исследований. Поэтому представляется целесообразным ниже кратко остановиться на сейсмогеологической характеристике разреза с тем, чтобы обосновать стратиграфическую привязку выделяемых сейсмических отражающих горизонтов (ОГ). За основу нами был взят разрез параметрической скважины
В разрезе осадочного выполнения Мезенского бассейна обособляются три сейсмических комплекса: палеозойско-кайнозойский, верхневендский и рифейский. Наиболее уверенно коррелируемыми ОГ характеризуется палеозойско-кайнозойский комплекс. Сейсмическая запись здесь отличается повышенной интенсивностью, динамической выдержанностью субпараллельных отражающих границ. В его разрезе выделяются ОГ I, I-II, II, II-III, III (Hid). ОГ I связан с кровлей карбонатных отложений нижней перми и, вероятно, характеризует границу между нижне- и верхнепермскими образованиями. ОГ I—II приурочен к пластам ангидритов в нижней части разреза пермских отложений. Граница пермских и каменноугольных образований в целом проводится в достаточной мере условно, и, по-видимому, не следует четко отождествлять ОГ I-II с границей раздела перми и карбона. ОГ II связан с пачкой глинистых отложений в нижней части московского яруса среднего карбона. По этому ОГ может проводиться картирование подошвы каменноугольных образований на большей части Мезенского ОБ. Однако в тех его частях, где в разрезе появляются отложения нижнего карбона, горизонтом, характеризующим строение подошвы каменноугольных и кровли девонских пород, будет являться ОГ II-III. Последний, по нашему мнению, приурочен к отложениям яснополянского надгоризонта нижнего карбона. ОГ III (Hid) отождествляется с подошвой карбонатных образований франского яруса.
