При оценке перспектив нефтегазоносности малоизученных регионов, к которым относится Сибирская платформа, важное значение имеет выяснение не только палеогеографических условий образования осадков, но и степени постседиментационного изменения содержащихся в накопившемся материале глинистых минералов [5].

На современной стадии изученности Сибирской платформы, основные перспективы нефтегазоносности которой связаны с отложениями юдомского комплекса верхнего докембрия центральных и юго-восточных районов, первоочередным объектом поисково-разведочных работ является территория Непско-Ботуобинской антеклизы [1]. По кровле отложений юдомского комплекса и поверхности кристаллического фундамента в ее пределах выделяется несколько крупных конседиментационных поднятий (Непский и Мирненский своды, Верхневилючанская седловина и др.).

Терригенно-карбонатные отложения юдомского комплекса верхнего докембрия юга Сибирской платформы, выделенные в объеме нижне-среднемотской подсвит, накапливались в различных тектонических зонах и характеризуются резкой фациальной изменчивостью. Наиболее сильно она проявляется в отложениях нижней части юдомского комплекса, которая по периферии Сибирской платформы (районы, тяготеющие к Присаянью и Байкало-Патомской складчатой области) выделяется в терригенную субформацию [6], представленную песчаниками, аргиллитами, гравелитами и местами конгломератами. При удалении к внутренней части бассейна мощность грубозернистых пород сокращается и появляются прослои алевролитов и аргиллитов. Их роль резко возрастает в пределах Непского и Мирненского сводов, где юдомский комплекс сложен алевролитами и аргиллитами с подчиненными прослоями песчаников.

Верхняя часть разреза юдомского комплекса характеризуется широким распространением карбонатных пород. При этом в окраинных участках платформы преобладают терригенно-карбонатные образования, а во внутренних сульфатно-карбонатные.

В верхнедокембрийских отложениях Сибирской платформы глинистые минералы [4] представлены в основном диоктаэдрической гидрослюдой (1М, 2M₁), которая ассоциирует с аналогичной по мотиву “заселения” октаэдрических позиций монтмориллонит-гидрослюдистой смешаннослойной фазой, содержащей различное, но обычно не превышающее 40 % количество разбухающих пакетов в структуре. Иногда в отдельных прослоях отмечаются также триоктаэдрический хлорит, тальк и смешаннослойные образования типа хлорит-монтмориллонита, нередко с упорядоченным (по закону АБАБ...) чередованием пакетов. Однако, несмотря на сравнительно высокую степень катагенеза пород верхнего докембрия, в отдельных тектонических зонах отмечаются: определенные различия в содержании разбухающих пакетов в структуре смешаннослойных образований, особенно диоктаэдрического типа.

Одним из показателей постседиментационного изменения глинистых пород является отношение I(10/10,5)Å на рентген-дифрактограммах, которое характеризует долю указанных пакетов в ассоциирующей с гидрослюдой (10 Å) монтмориллонит-гидрослюдистой смешаннослойной фазе [1, 7]. Проведенные нами исследования показали, что степень постседиментационного преобразования указанных пород верхнего рифея Сибирской платформы определяется, прежде всего, величиной максимального погружения рассматриваемой территории и мало зависит от современных глубин залегания изученных отложений.

Наиболее интенсивные постседиментационные изменения испытывают верхнедокембрийские отложения в пределах обрамления Сибирской платформы (внешняя зона Байкало-Патомской складчатой области), а также в районах, примыкающих к Присаяно-Енисейской синеклизе (Братская, Седановская, Леоновская и Богучанская площади), т. е. в зонах, испытавших максимальное погружение (более 5-5,5 км). В этих районах в аргиллитах и глинистых алевролитах верхнего докембрия содержится менее 20 % разбухающих пакетов и показатель I(10/10,5)Å превышает 13-15 ( рис. 1 ). В пределах Ангаро-Ленской ступени, судя по данным изучения глинистых пород на Шамановской, Космической, Иркутской и Казачинской площадях, доля разбухающих пакетов в структуре смешаннослойных образований увеличивается до 30 % и показатель I(10/10,5)Å изменяется от 5 до 11.

На Непском своде от юго-западного его склона к вершине наблюдается последовательное уменьшение степени постседиментационного изменения глинистых отложений верхнего докембрия. Зона наиболее преобразованных пород охватывает Марковскую, Касаткинскую и Криволукскую площади, где содержание разбухающих пакетов составляет 20-25 % и отношение I(10/10,5)Å колеблется от 7 до 17. Севернее (Ярактинская площадь) этот показатель уменьшается до 5-11. Зона развития в такой степени измененных пород протягивается к северо-востоку в район Частинской скважины и далее к Уринскому антиклинорию. В свою очередь, в районах, тяготеющих к вершине свода, в аргиллитах количество разбухающих пакетов возрастает до 30 % и показатель I(10/10,5)Å колеблется от 4 до 6 (см. рис. 1 ).

На Мирненском своде и в пределах Верхневилючанской седловины выявлены наименее преобразованные глинистые отложения. Так, на Среднеботуобинской площади отношение I(10/10,5)Å составляет 3,8-4,8, а в районах, расположенных севернее (Нелбинская и Сюльдюкарская площади) и восточнее (Иктехская и Верхневилючанская), уменьшается до 1,8-3 (см. рис. 1 ). Это соответствует в большинстве случаев увеличению доли разбухающих пакетов в структуре смешаннослойной фазы до 40 %.

На западе Сибирской платформы в пределах Ванаварской площади и Камовского свода породы верхнего докебрия по интенсивности постседиментационных преобразований близки к синхронным отложениям присводовых участков Непского и Мирненского сводов. Показатель I(10/10,5)Å êолеблется здесь от 2 до 6, а содержание разбухающих пакетов в отдельных прослоях превышает 40 %.

Анализ приведенных данных по изменению значений отношения I(10/10,5)Å ïоказывает четко выраженную зональность постседиментационных преобразований глинистых пород верхнего докембрия, которая в целом согласуется с особенностями изменения физических свойств, как аргиллитов, так и песчаников. В районах юго-западной и южной окраин Сибирской платформы наиболее часто встречающиеся значения плотности аргиллитов колеблются от 2,61 до 2,7 г/см³ (Богучанская, Братская, Седановская, Иркутская и Космическая площади). На сводах плотность аргиллитов юдомского комплекса уменьшается, причем на Непском преобладающая плотность глинистых пород на Марковской, Касаткинской и Криволукской площадях составляет 2,51-2,6 г/см³. К северу, на Ярактинской площади, в значительном количестве появляются разности с плотностью 2,41-2,5 г/см³, а на Преображенской площади плотность изученных аргиллитов снижается до 2,31-2,4 г/см³. В Приленской зоне Патомской складчатой области, в разрезе верхнего докембрия нижнего течения р. Витим, наибольшим распространением пользуются аргиллиты с плотностью 2,6-2,7, а северо-восточнее, в периферической части зоны, в разрезах Уринского антиклинория 2,5-2,6 г/см³. Севернее на площадях Мирненского свода распространены менее плотные глинистые породы. Наиболее часто наблюдаются значения плотностей аргиллитов 2,5-2,55 (Хотого-Мурбайская площадь) и 2,4-2,5 г/см³ (Среднеботуобинская и Бюкская площади).

Помимо рассмотренной выше зональности можно проследить и определенную связь степени постседиментационного преобразования глинистых пород с характером изменения коллекторских свойств песчаников продуктивных горизонтов верхнего докембрия. Так, в зонах наибольшего преобразования глинистых минералов (юг Сибирской платформы и территория Присаяно-Енисейской синеклизы) при одновременном развитии в породах различного по минералогическому составу, в том числе и аутогенного глинистого, цемента [5] встречаются наименее пористые песчаники, у которых модальные значения открытой пористости составляют около 3 % ( рис. 2 ). Количество песчаников, имеющих открытую пористость выше 10 %, не превышает в этой зоне 15- 17 %, что, возможно, объясняется постседиментационными процессами (засолонение, окварцованность и др.), приводящими к резкому ухудшению емкостных свойств пород.

В пределах Непского свода как по степени катагенеза глин, так и по коллекторским свойствам песчаников можно выделить две зоны. В песчаниках первой из них (Марковская, Потаповская, Касаткинская и Непская площади) степень преобразования глинистых минералов со слюдистой структурой относительно высока (I10/10,5=7-17) и; открытая пористость составляет 3-9 %, тогда как во второй зоне (Ярактинская, Аян-ская, Северо-Марковская площади), где количество разбухающих пакетов в структуре указанных минералов несколько выше (I10/10,5=5-11), она характеризуется двумя максимумами в области 3-7 и 13-17 %.

На Мирненском своде, где установлены наименее измененные разности глинистых, пород, развиты песчаники с более высокими коллекторскими свойствами. При этом наиболее пористые разности песчаников отмечаются в пределах Среднеботуобинского поднятия (модальные значения открытой: пористости 17 %). В зоне Верхневилючанской седловины открытая пористость песчаников ботуобинского горизонта несколько ниже (модальные значения 9 %).

Отсюда следует, что улучшение коллекторских свойств песчаников продуктивных горизонтов верхнего докембрия, наблюдающееся в направлении от наиболее погруженных участков юга Сибирской платформы к приподнятым областям Мирненского свода и обусловленное постепенным уменьшением палеоглубин залегания пород, находится в четкой связи со степенью их постседиментационного преобразования. Непосредственно с количеством разбухающих пакетов в структуре диоктаэдрических смешаннослойных образований связаны состав и характер распределения в изученных породах ОВ. Анализ полученного материала показывает, что в автохтонных битумоидах, содержащихся в слаборазбухающих глинистых породах, наблюдается определенная тенденция к снижению смолисто-асфальтеновых компонентов и росту метаново-нафтеновых УВ. Наиболее высокие концентрации последних (МН/А=4) и полное отсутствие асфальтенов характерны для битумоидов верхнедокембрийских отложений Байкало-Патомского нагорья. Наиболее низкое содержание метаново-нафтеновых УВ (МН/А =1,3-1,7) при резком возрастании смолисто-асфальтеновых веществ отмечается в битумоидах на территории Мирненского свода и Верхневилючанской седловины (см. таблицу ).

Одновременно с этим глинистые отложения различных тектонических зон насыщены неодинаковым количеством УВ. Максимальным содержанием УВ (в среднем 300 г/м³) характеризуются глинистые отложения верхнего докембрия в пределах Мирненского свода, а минимальным (80 г/м³) - Байкало-Патомского нагорья. В целом для изученных нами районов по мере увеличения показателя I(10/10,5) Å отмечается постеленное уменьшение концентрации УВ. При этом в зависимости от степени изменения разбухающих глинистых минералов находится не только абсолютное содержание УВ в породах, но и степень их восстановленности. Следовательно, с определенной долей условности можно считать, что существует парагенетическая связь между ОВ и минеральной частью породы, которая, по-видимому, выполняет роль не только катализатора, но и адсорбента ОВ из водных растворов.

Сопоставление зональности постседиментационных преобразований глинистых минералов с размещением залежей УВ также указывает на их общее совпадение [2]. В частности, к зонам развития глинистых отложений верхнего докембрия, содержащих смешаннослойные образования с наибольшим количеством разбухающих пакетов (Мирненский свод и Верхневилючанская седловина), приурочены в основном газонефтяные залежи, а к зонам преобладания в разрезе слаборазбухающих их разностей (Братский вал, юг Ангаро-Ленской ступени) - газовые и газоконденсатные. Учитывая высокую степень постседиментационного преобразования глинистых минералов на территории Предпатомского прогиба, последний можно рассматривать в качестве объекта, благоприятного для поисков в основном газовых и газоконденсатных залежей.

Наблюдаемая связь размещения залежей УВ со степенью постседиментационного преобразования глинистых минералов контролируется и в значительной степени обусловливается тектоническим фактором. Например, повышенные значения палеоглубин погружения верхнедокембрийских отложений в районах Присаяно-Енисейской синеклизы и юга Ангаро-Ленской ступени определяют значительное снижение содержания разбухающих пакетов в структуре смешаннослойных образований и высокую степень превращения РОВ, обусловившую преимущественное развитие газовых и газоконденсатных залежей. Соответственно конседиментационный характер формирования Мирненского свода и относительно малые палеоглубины погружения этой территории обусловили наименьшее изменение глинистых отложений и наличие в них песчаников с относительно слабым развитием вторичных минералов, т.е. с хорошими коллекторскими свойствами, что определило повышенную продуктивность верхнедокембрийских отложений в пределах рассматриваемого региона.

Таким образом, анализ приведенных данных показывает, что наблюдаемая связь распределения залежей УВ со степенью постседиментационного изменения пород позволяет на основании определения параметров, характеризующих относительное количественное содержание разбухающих пакетов в структуре смешаннослойных образований, проводить направленные поиски скоплений нефти и газа. Основные залежи нефти и газа на юге Сибирской платформы будут, вероятно, приурочены к отложениям, степень изменения которых характеризуется значениями I(10/10,5)Å =2-15.

1. Анциферов А.С. Перспективы нефтегазоносности кембрийских и рифей-вендских отложений Иркутского амфитеатра и направление дальнейших поисково-разведочных работ. - В кн.: Тектоника и перспективы нефтегазоносности Восточной Сибири. М., 1979, с. 57-69.
2. Генетические особенности и катагенетическая преобразованность нефтей верхнего докембрия и нижнего кембрия Сибирской платформы / О.А. Арефьев, И.Б. Кулибакина, В.Т. Работнов и др. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1979, № 10, с. 122-129.
3. Глинистые минералы как показатели условий литогенеза. Отв. ред. Е.П. Акульшина. - Труды ИГиГ СО АН СССР. М,1976, вып. 223.
4. Работнов В.Т., Котельников Д.Д. Постседиментационные преобразования пород верхнедокембрийских формаций центральной части Сибирской платформы. - В кн.: Осадочные формации и их нефтегазоносность. М., 1978, с. 196-198.
5. Саркисян С.Г., Котельников Д.Д. Глинистые минералы и проблемы нефтегазовой геологии. М., Недра, 1980.
6. Угленосные и нефтегазоносные осадочные формации Сибирской платформы /Ю.Р. Мазор, В.А. Егоров, Е.П. Ларченков и др. - В кн.: Типы осадочных формаций нефтегазоносных бассейнов. М., 1980,с. 167-183.
7. Weaver Ch. E. Possible uses of clay minerals in search of oil. - Bull. AAPCv1960, v. 44, № 9, p. 1505-1519.

Поступила 5/I 1980 г.

Таблица

Рис. 1. Изменение профиля 10-Å рефлекса 2:1 глинистых минералов в аргиллитах юдомского комплекса Ангаро-Ленский ступени (А). Братского вала (Б), Мирненского (В) и Непского (Г) сводов.

Площади: 1 - Шамановская, 2 - Космическая, 3 - Иркутская, 4 - Казачинская, 5 - Богучанская, 6 - Седановская, 7 - Братская, 8 - Леоновская, 9 - Пеледуйская, 10 - Среднеботуобинская, 11 - Нелбинская, 12 - Верхневилючанская, 13 - Касаткинская, 14 - Соснинская, 15 - Ярактинская, 16 – Преображенская

Рис. 2. Вариационные кривые значений открытой пористости песчаников продуктивных горизонтов юдомского комплекса различных тектонических: зон Сибирской платформы.

а - Прибортовая зона Иркутского амфитеатра, б - зона Ангаро-Ленских дислокаций, в - Непский свод, г - Мирненский свод, д - Верхневилючанская седловина