К оглавлению

УДК 553.98.04l(571.5)

Нефтегазоносность западной периферии Верхоянского складчатого сооружения и сопряженной окраины Сибирской платформы

Б.А. СОКОЛОВ, О.В. ЯПАСКУРТ (МГУ)

Один из практических результатов развития идей мобилизма - установление нефтегазоносности поднадвиговых зон складчатых орогенных сооружений. Примерами в этом отношении могут служить недавние открытия крупных нефтяных и газовых месторождений в отложениях мезозоя и палеозоя полосы надвигов Кордильер на Скалистые горы на глубине 2-4 км. Пояс надвигов шириной до 300 км пересекает в меридиональном направлении всю территорию США, на севере продолжается в Канаду, а на юге уходит в пределы Мексики. Нефтегазовые месторождения открыты также в поднадвиговой зоне Западных Аппалачей, ширина которой оценивается в 200 км. Все это свидетельствует о перспективах нефтегазоносности фронтальных частей горных складчатых сооружений, сочетающихся со смежными с ними окраинами платформ.

Особенно интересна восточная окраина Сибирской платформы, обрамленная Верхоянской складчатой областью. Здесь, вдоль фронта мезозойских складчатых массивов, образующих выпуклую на юго-запад дугу, располагается Восточно-Сибирская система прогибов, выполненных палеозойскими и мезозойскими отложениями. Ее западными и южными ограничениями служат склоны Анабарской и Алданской антеклиз. Система состоит из Предверхоянского предгорного прогиба и двух поперечно к нему ориентированных депрессий: Вилюйской, расположенной против изгиба Верхоянской дуги складчатых гор, или входящего угла Верхоянской геосинклинали, и Лаптевской, южная часть которой отвечает Анабаро-Ленскому прогибу (рис. 1).

Отнесение Лаптевской синеклизы к категории поперечных не является общепризнанным. Традиционно [2] широтный Анабаро-Ленский прогиб рассматривается в качестве краевого, а ограничивающая его с севера цепочка антиклиналей выделяется как Лено-Анабарская ветвь Верхоянского складчатого пояса. Однако слабая дислоцированность слоев перми и раннего мезозоя в пределах упомянутой ветви, значительные сокращения их мощностей сравнительно с разрезами в соседнем Хараулахском антиклинории Верхоянского сооружения, а также платформенный облик этих прибрежно-морских отложений заставляют относить данный структурный элемент к категории внутриплатформенных. Впервые на это обратили внимание П.Н. Кропоткин, Е.Т. Шаталов [4] и другие исследователи. Здесь выделялась Лаптевская синеклиза и Оленёкский авлакоген, расчленяющий ее на два участка: Анабаро-Ленский на юге и Южно-Лаптевский на севере. Близких взглядов придерживаются многие ученые [5, 8].

Оленёкский авлакоген выражен по верхним слоям системой антиклинальных поднятий мезозойского возраста, которую мы предлагаем именовать Оленёкским валом. Эта структура по характеру строения и истории формирования обнаруживает значительное сходство с Хапчагайским валом Вилюйской синеклизы. Таким образом, существует прямая аналогия между Лаптевской и Вилюйской синеклизами, сформировавшимися над Оленёкским и Вилюйским палеорифтами (авлакогенами) и осложненными в своих осевых частях валами субширотного простирания [9].

Характер сочленения обеих синеклиз и их валов, как и всей Восточно-Сибирской системы прогибов, со складчатыми структурами Верхоянья также неоднозначен. Наряду с представлениями об их сочленении через зону передовых складок Предверхоянского предгорного прогиба в последние годы появляется все больше геологических и геофизических свидетельств о надвигово-покровной природе сочленения Верхоянского складчатого сооружения с Сибирской платформой [6, 7]. Вдоль западной границы складчатой системы установлены не только достаточно протяженные надвиги, но местами также и покровы. Амплитуда горизонтального перемещения по ним верхоянского терригенного комплекса отложений палеозоя и мезозоя в сторону платформы неодинакова. Так, в бассейне правого притока Лены (р. Уэль-Сиктях) сохранились остатки тектонического покрова, который сложен сильно перемятыми верхнепалеозойскими породами, залегающими на дислоцированных нижнемеловых отложениях Предверхоянского прогиба. Этот покров вытянут вдоль зоны надвига на 40-45 км, имеет ширину до 10-12 км и мощность 150-200 м. Сравнение мощностей и фациального облика образований верхнего палеозоя, находящихся в покрове, и одновозрастных с ними отложений, распространенных восточнее его, позволило оценить горизонтальную амплитуду надвигания более чем в 50 км [6].

Наиболее крупная подобная же зона под названием “Западно-Верхоянский покров” выделяется на основании анализа гравитационных аномалий в универсальной (изостатической) редукции. Этот покров располагается на севере Верхоянского мегантиклинория, в районе его сочленения с Лаптевской синеклизой и сливающейся с ней окраиной Предверхоянского прогиба. Амплитуда предполагаемого здесь горизонтального перемещения оценивается до 90 км. Другая зона покрова, вероятно, приурочена к юго-западной части Верхоянской дуги и Китчанскому выступу, надвинутому на Вилюйскую синеклизу (рис. 2).

История геологического формирования Восточно-Сибирской системы прогибов неразрывно связана с геологической историей Верхоянской геосинклинали. Она включает три главнейших этапа [9].

Первый из них, рифтовый, охватывает интервал времени от середины девона до начала раннего карбона включительно. Ему предшествовала стабилизация Сибирской платформы, выразившаяся в преобладании процессов воздымания и денудации после общего прогибания в рифейском, вендском и кембрийском периодах. В среднедевонскую эпоху на востоке платформы закладывалась система грабенообразных прогибов, связанных с зонами глубинных разломов, частично унаследованных от докембрийских рифтов. Прогибы были как долготными (вдоль западного склона современных хребтов Орулган и Сетте-Дабан), так и субширотными (упомянутые выше Оленёкский и Вилюйский рифты). Развитие этих прогибов, образовавших несколько тройных сочленений, во многом аналогично формированию внутриконтинентальных рифтовых зон. Среднедевонские и нижнекаменноугольные отложения, накопившиеся в них, представлены пестро-цветными терригенно-карбонатными толщами с гипсами, ангидритами, прослоями вулканогенно-осадочных пород и покровами базальтов.

Следующий затем миогеосинклинально-перикратонный этап продолжительностью от визейского века до среднеюрского периода характеризуется заложением и последующим развитием Верхоянской миогеосинклинали и тесно связанным с этими процессами активным развитием перикратонных прогибов вдоль восточной окраины Сибирской платформы. Причем по краям жестких Алданского и Анабарско-го блоков перикратонные прогибы были сравнительно узкими, а в мобильных зонах Вилюйского и Оленёкского палеорифтов область погружения распространялась далеко на запад. Всюду происходило накопление терригенных осадков, насыщенных РОВ. В конце каменноугольного и в пермском периодах граница суши и моря располагалась вблизи западной границы геосинклинали. Пермские отложения Вилюйской синеклизы и прилегающих к ней окраин Верхоянского складчатого сооружения угленосны, но далее к востоку на большей территории Верхоянской миогеосинклинали они представлены уже морскими осадками, в составе которых широко развиты мощные пачки темноцветных битуминозных образований. В этом же направлении увеличиваются мощности верхнепалеозойских отложений от сотен метров на платформе до многих километров в Верхоянском мегантиклинории.

В раннетриасовую эпоху, после краткого этапа тектонической активизации и локальных вспышек вулканизма, зафиксированных вдоль западных границ геосинклинали, намечается новое смещение оси максимального прогибания далее к востоку (см. рис. 2). Здесь продолжают накапливаться морские преимущественно терригенные осадки, насыщенные РОВ, суммарной мощностью на востоке Верхоянской миогеосинклинали свыше 6 км. Среди них на обширной площади, от бассейна р. Яны на востоке до р. Оленек на западе, развит чрезвычайно выдержанный по простиранию битуминозный глинисто-известняковый горизонт нижнеоленёкского возраста [3]. В синеклизах, где в триасовом периоде накапливались прибрежно-морские, лагунные и аллювиально-дельтовые терригенные отложения, их мощность сокращалась до 1 -1,5 км и менее. Юрский период знаменуется обширной морской трансгрессией, охватившей значительную часть территории востока Сибирской платформы. Над Вилюйским и Оленёкским рифтами оформились обширные синеклизы, открывавшиеся в сторону миогеосинклинали.

На третьем, орогенно-складчатом этапе, отвечающем позднеюрскому и меловому времени, происходило замыкание и складкообразование в Верхоянской миогеосинклинали, орогенез и образование Предверхоянского краевого прогиба. В прогибе накапливались преимущественно континентальные угленосные отложения с максимальной суммарной мощностью до 5 км на прискладчатой его окраине. В течение этого завершающего этапа возникли основные структурные элементы. Их формирование связано с тангенциальным сжатием, развивавшимся с востока. Об этом свидетельствуют исследования вышеописанных покровно-надвиговых структур, результаты реконструкции тектонических полей напряжений, выполненных Г.С. Гусевым (1979), а также морфология Предверхоянского прогиба в современном эрозионном срезе. Две узкие ветви этого прогиба - Ленская долготная и Алданская субширотная - прижаты к жестким блокам платформы, а промежуточные между ними участки простираются далеко на запад, сливаясь с поперечными синеклизами. Как раз напротив синеклиз, т. е. там, где упоры были минимальными, зоны надвигов переходят в покровы (см. рис. 1, рис.2).

Усилия сжатия со стороны складчатой системы в конце мезозоя приводили на участках палеорифтов к смене прогибаний подъемом. Новейшие геофизические данные свидетельствуют о том, что под Хапчагайским валом нет блоковых выступов кристаллического фундамента и что в рельефе поверхности фундамента упомянутому валу соответствует довольно резкое погружение пород в северном направлении. Исходя из этого, некоторыми исследователями сделаны выводы о том, что Хапчагайский мегавал представляет собой своеобразный клин выжимания, возникший вследствие действия огромных сил сжатия [Ситников В.С, 1975 г.].

Материалы наших исследований не противоречат таким представлениям. Аналогичные процессы, вероятно, обусловили воздымание Оленёкского вала. В конце позднемеловой эпохи вдоль западной границы складчатых сооружений оформляются в виде морфологически выраженных поднятий зоны покровно-надвиговых складок (Китчанского выступа и др.). Главные этапы сводового поднятия Верхоянского хребта приходятся на еще более поздние эпохи - конец олигоцена, миоцен и начало четвертичного периода [7].

Рассмотренные особенности геологического развития данного региона позволяют по-новому подойти к оценке условий нефтегазообразования и накопления УВ в его пределах. Процессы генерации жидких и газообразных УВ, несомненно, господствовали во втором этапе геологической истории - миогео-синклинально-перикратонном. Основные возможности для генерации нефти существовали тогда не столько в Восточно-Сибирской системе прогибов, сколько в смежном обширном миогеосннклинальном бассейне, представляющем собой гигантский очаг нефтеобразования. Частично это отмечалось ранее[3]. Здесь огромные объемы битуминозных пород прошли через ГЗН. Нефтенакопление началось раньше процессов складкообразования. Поэтому на пути мигрировавших УВ из Верхоянского прогиба в сторону платформы не оказалось улавливающих элементов( Исключением могут служить зоны выклинивания песчаных горизонтов на восточном склоне платформы, находящиеся сейчас частично в поднадвиговых участках Верхоянской складчатой системы.), кроме обширных сводов - Оленёкского, Мунского и др. Там сформировались значительные месторождения, дошедшие до наших дней в виде обширного пояса битуминозных пермских и юрских, а возможно, и других отложений.

Дальняя латеральная миграция была возможна лишь до начала складкообразовательных движений, возникших в конце второго этапа и особенно активно проявившихся в первой половине следующего, вплоть до орогенных движений. Следствием складчатости было, во-первых, некоторое усиление генерации УВ, особенно газообразных, благодаря не только катагенезу погружения, но и динамокатагенезу [10] и, во-вторых, появление улавливающих элементов по периферии Верхоянской миогеосинклинали. Здесь сформировались надвигово-покровные складки, которые служат зонами нефтегазонакопления. Сама природа их формирования (чешуйчато-надвиговая) должна способствовать консервации залежей. Этим можно объяснить чрезвычайно ограниченный характер естественных нефтегазопроявлений в регионе.

Наши исследования [10] показали, что интенсивность катагенеза прямо не зависит от глубины погружения отложений и мощностей перекрывавших их толщ и что этапы неоднократного усиления постседиментационных преобразований отложении палеозоя и мезозоя в Верхоянской миогеосинклинали и на соседней с нею окраине платформы совпадают. Они увязываются с этапами чередовавшихся растяжений и сжатий и менявшихся при этом интенсивностей тепловых потоков и динамических напряжений на рубеже между пермским и триасовым временем, а также в конце мезозойского, т. е. в периоды особенно интенсивных надвиганий складчатых сооружений на платформенные структуры. В породах верхоянского комплекса при этом возникали зоны наложенных метаморфических изменений, впервые описанные Н.Г. Андрияновым и И.М. Симановичем. Ореолами вокруг таких зон, по-видимому, служат области усиленного проявления динамокатагенеза. Признаки последнего максимально развиты в таких структурах, которые испытали максимальные нагрузки со стороны складчатой системы, например на Китчанском выступе. Здесь толщи, претерпевшие самый интенсивный катагенез, обнажены в висячих крыльях надвигов, наклоненных в сторону складчатых сооружений Верхоянья. Если же учесть вероятные выполаживания сместителей надвигов на глубине, как это показано на рис. 2, то можно ожидать, что породы мезозоя, находящиеся под ними, относительно слабее изменены, не подвержены процессам динамокатагенеза, а подвинуты сюда от платформенных участков, где глубина катагенеза определялась в основном глубинами максимальных погружений. Степень катагенеза таких отложений в поднадвиговых крыльях на окраине складчатой системы может местами соответствовать их потенциальной нефтеносности.

Таким образом, помимо Вилюйской и Лаптевской синеклиз определенный интерес для поисков нефти и газа представляет поднадвиговая зона периферии Верхоянских складчатых сооружений, особенно на Китчанском выступе и смежных участках Верхоянской дуги (включая северную окраину Алданской ветви Предверхоянского прогиба вплоть до Томпонской впадины), а также в пределах северо-западного Верхоянского покрова. Здесь возможны открытия новых нефтегазовых месторождений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Архипов Ю.В., Парфенов Л.М. Об Адычанской зоне пологих дислокаций. - Докл. АН СССР, 1980, т. 250, № 1, с. 155-158.
  2. Калинко М.К. История геологического развития и перспективы нефтегазоносности Хатангской впадины. Л., Гостоптехиздат,1959.
  3. Каплан М.Е., Вавилов М.Н. Состав и генезис битуминозных отложений триаса Северо-Востока Сибири. - Литология и полезн. ископ., 1976, № 5, с. 80-93.
  4. Кропоткин П.Н., Шаталов Е.Т. Очерк геологии Северо-Востока СССР. М.-Л.,ОНТИ, 1936.
  5. Кропоткин П.Н., Титков Г.А, Продолжение рифтогенных структур Северного Ледовитого океана и Бискайского залива на материке Евразии. - В кн.: Проблемы тектоники земной коры. М., 1981, с. 207-225.
  6. Межвилк А.А. Ленский структурный шов. - В кн.: Тектоника Сибири. Том. IV.М., 1970, с. 53-60.
  7. Натапов Л.М., Сборщиков И.М., Биджиев Р.А. О сочленении Сибирской платформы и Верхоянья. - Докл. АН СССР, 1966, т. 170, № 2, с. 417-420.
  8. Полькин Я.И., Гапоненко Г.И. Тектоника Арктического шельфа, прилегающих частей акватории Северного Ледовитого океана и территории Восточной Сибири. - В кн.: Тектоника Сибири. Том IV. М.,1970, с. 46-52.
  9. Соколов Б.А., Ларченков Е.П. Тектоническая природа и направленность развития Вилюйской синеклизы. - Изв. вузов. Геология и разведка, 1978, № 6, с. 25-31.
  10. Япаскурт О.В., Соколов Б.А., Горбачев В.И. Катагенез отложений мезозойских формаций Лено-Вилюйского нефтегазоносного бассейна. - В кн.: Типы осадочных формаций нефтегазоносных бассейнов. М., 1980, с. 184-191.

Поступила 19/Х 1981 г.

Рис. 1. Структурная схема района сочленения Верхоянского складчатого сооружения и окраины Сибирской платформы.

1 - антеклизы (Ал - Алданская. Ан -Анабарская): 2 -своды в их пределах (О - Оленёкский, М - Мунский); 3 - Верхоянская складчатая система; 4 - зоны развития надвигов и покровов на окраине складчатой системы; 5 - Сетте-Дабанская зона; 6 - Таймырский авлакоген; 7 - граница Восточно-Сибирской системы прогибов (цифры в кружках: 1 - Лаптевская синеклиза. 2 -Ленский прогиб. 3 - Вилюйская синеклиза, 4 - Алданский прогиб); 8 - валы (а - Оленёкский, б - Сунтарский. в - Среднетюнгский. г - Хапчагайский): 9 - нефтегазовые месторождения; 10 - область распространения тяжелых нефтей; 11 - разломы; I-I линия разрезов

Рис. 2. Принципиальная схема развития Верхоянского складчатого сооружения миогеосинклинального (А) и орогенно-складчатого (Б) этапов (использованы данные [1]).

1 - преобладающие песчаники; 2 - алевролиты и аргиллиты; 3 - угли; 4 - континентальные отложения; 5 - перерывы и несогласия, 6- ГЗН; комплексы отложений: 7 - мела, 8 - верхнего палеозоя, триаса и юры, 9 - рифея, нижнего и среднего палеозоя нерасчлененных; 10 - возможные скопления нефти