УДК 553.98:551.734.2(470.11)

НИЖНЕДЕВОНСКИЕ КАРБОНАТНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ВОСТОЧНОГО СКЛОНА БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОГО ПАЛЕОПОДНЯТИЯ

З.П. Юрьева (НТЦ ГП "Архангельскгеология")

Региональными геофизическими исследованиями и поисково-разведочными работами установлено блоковое строение северо-восточной части Тимано-Печорской провинции. Здесь выделяются Большеземельское палеоподнятие и Варандей-Адзьвинская структурная зона, в пределах которых прослеживаются элементы меньшего ранга. Варандей-Адзьвинская зона оконтурена разломами, самый древний из них – Варандейский. В структурном плане верхнепалеозойских и мезозойских отложений своду огромного Большеземельского палеоподнятия соответствует Хорейверская впадина. Нижнедевонские карбонатные отложения рассматриваются в пределах Варандей-Адзьвинской структурной зоны и восточного склона Большеземельского палеоподнятия. На доорогенном этапе развития эта территория входила в состав единого моноклинального опускания Печорской плиты.

В нижнепалеозойской части осадочного чехла мощность силурийских и нижнедевонских отложений увеличена на восточном склоне поднятия. Его свод оконтуривается зоной мощного выклинивания лохковских карбонатов.

Строение нижнедевонских толщ Тимано-Печорской провинции различно. В общем плане оно отражает развитие регрессии в морском бассейне, выраженной сменой карбонатной седиментации на терригенную [3]. В северо-восточных районах платформенной части провинции в основании нижнедевонского разреза лежит карбонатная толща овинпармского горизонта (мощность 30-420 м), трансгрессивно залегающая на верхнесилурийских отложениях. Выше развиты глинисто-доломитовые и сульфатно-доломитовые образования сотчем-кыртинского горизонта (мощность до 415 м), перекрывающиеся на севере Варандей-Адзьвинской структурной зоны карбонатно-терригенно-глинистыми породами пражского и эмского ярусов. В своде Большеземелъского поднятия нижнедевонские отложения отсутствуют.

Мощность карбонатной толщи овинпармского горизонта (хатаяхинская свита) уменьшается от восточных разрезов в западном и юго-западном направлениях до полного выклинивания (рис. 1). Для того чтобы проследить, как изменяется свита, дадим краткую характеристику наиболее мощных отложений.

Разрезы хатаяхинской свиты Медынского вала рассматриваются как стратотипические. Их литологические и промыслово-геофизические характеристики наиболее четко выделяются на фоне известных северо-восточных разрезов нижнего девона. В свите установлено четыре пачки – I, II, III, IV (рис. 2). Границы пачек, как и составляющих их пластов, хорошо прослеживаются, что важно при корреляции лохковских разрезов для определения реперных уровней.

Базальная нижнедевонская пачка I в разрезе стратотипа (мощность 30-50 м) сложена серыми, темно-серыми аргиллитами, известковыми мергелями с прослоями известняков и алевролитов. Текстура пород слоистая. Глинистой пачке I соответствуют повышенные значения гамма-активности пород, низкие значения сопротивлений. Принадлежность ее к овинпармским отложениям подтверждают палеонтологические остатки: позвоночные - Nostolepis sp. nov. 3 (скв. 46 Мядсейская), конодонты - Ozarkodina remscheidensis remscheidensis Z i e g 1 e г., Panderodus cf. unicostatus Branson et Mehl (ckb. 47 Западно-Лекейягинская) – определения В.Н.Талимаа, Ю.В.Деулина.

Пачка II (мощность 110-145 м) представлена серией неглинистых карбонатных пластов, среди которых выделяются пять наиболее мощных (до 10-35 м), являющихся хорошими реперными ориентирами при сопоставлении разрезов нижнего девона. Это особенно важно для зон, где лохковские отложения имеют сокращенную мощность. Они обозначены индексами сверху вниз: А, Б, В, Г, Д (см. рис. 2). Следует обратить внимание на пласт Г, имеющий по сравнению с другими небольшую мощность (скв. 46 Мядсейская, интервал 3998-4010 м), но характеризующийся четкими границами и легко узнаваемый в разрезах большинства скважин Варандей-Адзьвинской структурной зоны. Так, в Мореюской депрессии, на севере вала Гамбурцева овин-пармский горизонт имеет мощность значительно меньшую, чем на Медынском валу, но и здесь аналог пласта Г определяется надежно. В скв. 1 Усть-Пяйюская он установлен в интервале 3817-3827 м. Пласты глинистых карбонатов, разделяющих вышеназванные, имеют мощность 5-10 м, редко 25 м. Примечателен регионально выдержанный пласт ПГ мощностью 4-9 м, расположенный между пластами Б и В. Он является основным реперным ориентиром при корреляции нижнедевонских карбонатных отложений (см. рис. 2).

Пачке II соответствуют более высокие сопротивления пород и сниженный фон их радиоактивности. Она сложена серыми известняками, вторичными перекристаллизованными доломитами, нередко кавернозными, трещиноватыми, и мергелями. Слои органогенно-детритовых известняков имеют мощность 1-2 м. Интересным представляется наличие копролитовых известняков в верхней половине пачки (пласт Б).

Глинистые карбонаты пачки II часто содержат алевритовую примесь кварца (5-7 %). Литологический облик пласта ПГ свидетельствует о резком обмелении морского бассейна. В керне скв. 47 Западно-Лекейягинская (интервал 3391-3396 м) наблюдаются мергель алевритистый, смешанная глинисто-терригенная порода с обилием органогенного детрита. Терригенная примесь (5-20 %) распределена в породе неравномерно, представлена в основном зернами кварца, реже полевых шпатов. О мелководье свидетельствуют и трещины усыхания.

Пачка III (мощность 80-100 м) также четко выделяется в разрезе стратотипа (скв. 46 Мядсейская, интервал 3873-3880 м). Она сложена сильноглинистыми мергелями с прослоями известняков. В породах отмечаются иногда скопления обломков кварца, полевых шпатов алевритовой размерности. Этот уровень характеризуется резким снижением значений сопротивления пород, повышенными радиоактивностью и плотностью. В южном и западном направлениях от Медынского вала усиливается карбонатность пород. Пласты пачки III содержат множество органогенных остатков: остракод, брахиопод, эвриптерид, позвоночных, трилобитов. В интервале 3855-3862 м скв. 46 Мядсейская определены брахиоподы, характерные для овин-пармского горизонта: Protathyris praecusor К о z l, Mesodouvillina sp., Howellella sp. – определения Т.М. Безносовой.

Пачка IV хатаяхинской свиты (мощность 45-95 м) сложена серыми известняками, неравномерно доломитизированными, иногда глинистыми, а также мергелями и доломитами. Смена известняков на доломиты происходит в кровельной части пачки. В виде прослоев прослеживаются известняки органогенно-детритовые. В разрезах Медынского вала этот уровень характеризуется увеличенным содержанием глинистых пород. Более западные и южные разрезы отличаются преимущественно карбонатным составом.

Органогенные остатки, типичные для овинпармского горизонта, определены во многих скважинах, вскрывших верхнюю карбонатную пачку хатаяхинской свиты. Т.М. Безносовой изучены брахиоподы в скв. 47 Западно-Лекейягинская: Iridistrofia iris В а r r., Protathyris praecursor К о z l., Howellella angustiplicata К о z l., Lenatoechia kuliki N i k i f.; в скв. 46 Мядсейская Л.Л. Шамсутдинова определила остракоды: Hermannina aff. convexa А b u s h., Clavofabellina abunda P о l., Eouchtovia aff. fabacea A b u s h ., Invisibila porrekta P о l., Baschkirina sp. nov.

При сравнении разрезов овинпармского горизонта следует обратить внимание на характер пограничных отложений. Пласты расположенного выше сотчемкыртинского горизонта хорошо выдержаны на большой площади. Уменьшение его мощности происходит за счет размыва верхней части.

В направлении от стратотипа к своду палеоподнятия наблюдается изменение мощности и фациальной характеристики овинпармского горизонта. Схема изменений будет особенно наглядной, если в нее включить разрезы северной части вала Сорокина, а также разрезы зоны выклинивания нижнего девона (см. рис. 2). В силу иных, более мелководных условий седиментации здесь не только уменьшается мощность отложений овинпармского возраста, но и заметно возрастает содержание терриген-ной примеси в карбонатных породах, появляются слои песчаников, алевролитов.

В зоне уменьшенных мощностей горизонта, где он не был эродирован в среднедевонское и раннефранское время, также выделяются четыре пачки. Наиболее выдержана по мощности и составу пород пачка IV, что свидетельствует о сходстве условий формирования отложений. Принадлежность ее к овинпармскому горизонту подтверждают многочисленные фаунистические находки, в том числе брахиоподы: Mesodouvillina cf. subintertrialis К о z l., Hovellella laeviplicata К о z l., Protathyris ex gr. praecursor К о z l., Iridistrofia iris В а г г., Lenatoechia cf. kuliki N i k i f. (скв. 1 Варкнавтская, интервал 4042-4059 м) - определения Т.М. Безносовой; остракоды: Clavofabellina abunda miscella А b u s h., Microcheilinella regularis P о l., Baschkirina aff. hexagonalis P о l. (скв. 47 Оленья, интервал 4034-4046 м) – определения Л.Л. Шамсутдиновой.

Заметные изменения наблюдаются на уровне пачки III. В скв. 76 Лабаганская, а также южнее и западнее нее мощность пачки невелика (25-50 м). Она представлена линзовидно-слоистыми известняками, вторичными доломитами. В нижней части, как правило, залегают пласты, обогащенные терригенной примесью.

Однако основные события, повлиявшие на изменение облика овинпармского горизонта, произошли во время формирования отложений пачки II. При сопоставлении разрезов, прослеживании карбонатных пластов, входящих в ее объем, отмечается постепенное выпадение нижних пластов. Если в разрезе скв. 7 Варандейская еще присутствуют все реперные карбонатные пласты, то в скв. 56 Наульская уже нет пласта Д и весьма незначителен пласт Г, подстилающийся глинистыми породами базальной нижнедевонской пачки I. О том, что последняя залегает на верхнесилурийских карбонатах, свидетельствуют кораллы, изученные в керне скв. 56 Наульская (интервал 4500-4507 м): Squameofavosites thetidis С h e k h. – определение В.С. Цыганко; конодонты: Hindeodella aff. priscilla S t а u f e r, Panderodus unicostatus В r а n s о n. et M e h l., Ligonodina sp. ind. – определения Ю.В. Деулина.

Южнее по валу Сорокина, в районе скв. 76 Лабаганская, в объеме пачки II уже нет пластов Г и В. Карбонаты в интервале 4079-4159 м представляют собой аналог из пласта А и, очевидно, Б. Базальная нижнедевонская пачка (мощностью 13 м) в скв. 76 Лабаганская состоит из сероцветных карбонатно-терригенно-глинистых отложений. Терригенная часть пород (10-30 %) сложена алевритовыми неокатанными и полуокатанными зернами кварца, полевых шпатов, слюд. К карбонатной части относятся микрозернистый известняк и органогенно-детритовый материал. Последний занимает 20-30 % объема породы.

Важно подчеркнуть, что овинпармский возраст глинистой пачки и гребенский возраст залегающих ниже известняков в скв. 76 Лабаганская палеонтологически обоснованы в интервале 4117-4123 м. В.Н. Талимаа определила позвоночные: Gomfonchus sandelensis Р а n d., Nostolepis striata P a n d., N. robusta G г о s s, N. sp. nov. 2, N. sp. nov. 15, N. minima V а l i u k., Pruemolepis wellsi V i e t h, Turinia pagei Р о w., T. polita К а г. - Т а l., Borenia minima К а г. - Т а l., Traquairaspis sp.; Т.М. Безносова – брахиоподы: Lenatoechia kuliki N i k i f., Hovellella angustiplicata К о z l. Остракоды, изученные Л.Л. Шамсутдиновой, подтверждают раннедевонский возраст глинистой пачки: Clavofabellina aff. abunda miscella A b u s h., Paraschmidtella plana Polenova. Гребенские остракоды, брахиоподы и кораллы определены ниже по разрезу в интервале 4146-4153 м: Pseudoaparchites aff. decoratus G о n e s, Clavofabellina sp., nov., Microcheilinella sp., ind.; Collarothhyris canaliculata W e n.; Riphaeolites prisous J а n е t, Siringopora schmidti Т с h е г n., S. blanda К l а а т., Favosites golhlandicus L а m.

Если сопоставить разрезы овинпармского горизонта Медынско-Сарембойской антиклинальной зоны и северные разрезы вала Сорокина, то нетрудно заметить, что базальная глинистая пачка скв. 76 Лабаганская выходит на уровень глинистого пласта ПГ, выделяемого в верхней половине пачки II более мощной карбонатной толщи. Это позволяет говорить о разновозрастности пачки I, трансгрессивно залегающей на неодинаковых по возрасту пластах верхнесилурийского пенеплена.

Тип разреза, вскрытый на Лабаганской площади, установлен на большой территории восточного склона Большеземельского палеоподнятия: западнее вала Сорокина, в его южной части. К этому типу следует отнести хатаяхинскую свиту южной части вала Гамбурцева. Мощность горизонта здесь составляет 120-200 м [2].

Верхнесилурийские гребенские отложения, подстилающие лохковский ярус, в большинстве известных разрезов представлены известняками: серыми, мелкокристаллическими, неравномерно-глинистыми, линзовидно-слоистыми, комковатыми, нередко органогенно-детритовыми. Кровельные карбонатные слои горизонта иногда сложены метасоматическим доломитом. Характерно наличие в его верхней части мощных глинистых пластов (5-12 м). Породы содержат многочисленные органические остатки: брахиоподы, остракоды, криноидеи, нередко кораллы, гастроподы, мшанки и др. Мощность верхнесилурийских отложений также увеличивается в восточном направлении.

Принятие модели трансгрессивного налегания лохковского яруса на эродированные гребенские карбонаты позволяет объяснить многие, на первый взгляд, необычные факты строения пограничных отложений двух систем: поверхности карстования во вторичных гребенских доломитах скв. 23 им. Р. Требса; отсутствие пластов сильноглинистых карбонатов в кровельной части верхнесилурийских разрезов, расположенных ближе к своду палеоподнятия; красно-коричневую окраску алевролита в пачке I скв. 34 им. А. Титова.

Тектоническая активность на рубеже силурийского и девонского периодов обусловила стратиграфическое несогласие отложений [1]. После регрессии морского бассейна, проявившейся в конце пржидольского века, овинпармская трансгрессия постепенно наступала на северо-восточный склон Большеземельского палеоподнятия. Осадки последовательно отлагались с большим перерывом на подстилающие горизонты. Перерывы осадконакопления, но менее длительные проявлялись во время формирования пачек II и III.

По мере приближения к своду возрастало число перерывов, в связи с чем в овинпармских разрезах уменьшенной мощности можно наблюдать слои терригенно-глинистых пород и метасоматических доломитов в отличие от восточных разрезов Варандей-Адзьвинской зоны. Происходили не только процессы разрушения, но и вторичные изменения карбонатов – доломитизация, выщелачивание, что способствовало улучшению коллекторских свойств пород.

Амплитуда размыва верхнесилурийских отложений увеличивается в направлении к своду поднятия, в связи с чем в гребенских разрезах южной части вала Сорокина и западнее нее отсутствуют реперные кровельные глинистые пласты. Кроме того, овинпармская трансгрессия сочеталась с разной амплитудой прогибания дна морского бассейна. Достаточное количество поступающего осадочного материала компенсировало усиленное опускание северного блока современной Варандей-Адзьвинской структурной зоны, обусловив накопление более мощной карбонатной толщи.

Предложенная модель строения овинпармского горизонта и пограничных верхнесилурийских карбонатов может служить основой для систематизации многочисленных залежей нефти. Основное число нижнедевонских залежей выявлено в карбонатных пластах пачки IV. Залежи открыты на Западно-Лекейягинском, Северо-Сарембойском, Сарембойском и на всех месторождениях валов Гамбурцева и Сорокина, в зоне выклинивания нижнедевонских карбонатов, т.е. на месторождениях им. А. Титова, им. Р. Требса. Известны залежи нефти в коллекторах пачки III -месторождения Осовейское, Хосолтинское, им. А. Титова. Продуктивность пород пачки II установлена на месторождениях Медынского вала, на юге вала Сорокина, на месторождениях им. Р. Требса и Северо-Сарембойском. Нефтеносность гребенских вторичных доломитов доказана на месторождениях Осовейское, Хосолтинское, им. А. Титова, им. Р. Требса.

ЛИТЕРАТУРА

Антошкина А.И., Безносова Т.М. Связь этапов развития позднеашгильско-силурийской биоты с седиментационной цикличностью // Стратиграфия и палеоэкология палеозоя и кайнозоя северо-востока европейской части СССР: Тр. Ин-та геологии Коми НЦ УрО АН СССР. - Сыктывкар, 1987. - Вып.62. - С.4-16.

Майдль Т.В. Литология и коллекторы продуктивных отложений нижнего девона вала Гамбурцева // Геология и ресурсы горючих полезных ископаемых европейского Севера СССР: Тр. Ин-та геологии Коми НЦ УрО АН СССР. - Сыктывкар, 1989. - Вып.69. - С.34-46.

Рассказова Н.Б., Меннер В.Вл. Горизонты коллекторов в карбонатных толщах ордовика, силура и нижнего девона Тимано-Печорской провинции // Миграция углеводородов и условия формирования коллекторов нефти. - М., 1982. -С.104-109.

Рис.1. КАРТА МОЩНОСТЕЙ ОВИНПАРМСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (А) И ТЕКТОНИЧЕСКАЯ СХЕМА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ ПРОВИНЦИИ (Б)

1 - изопахиты; 2 - контур распространения нижнедевонских отложений; 3 - область развития овинпармских отложений лабаганского типа; 4 - месторождения нефти в карбонатах овинпармского горизонта: РТ - им. Р. Требса (Варкнавтская площадь), АТ - им. А. Титова (Оленья площадь), Кл - Колвинское, Пв - Подверьюское, Хс - Хосолтинское, Ос - Осовейское, Чп - Черпаюское, Хр - Хасырейское, Нд - Нядейюское, Ср - Сарембойское, ССр - Северо-Сарембойское, ЗЛк - Западно-Лекейягинское, Мс - Мядсейское, Тб - Тобойское, Мд - Медынское, Нл - Наульское, Лб - Лабаганское; 5 - скважины (УП - Усть-Пяйюская, Тр - Торавейская, Вр - Варандейская, СВк - Северо-Варкнавтская); 6 - границы тектонических структур I(а) и II (б) порядка: А - Большеземельский свод; Варандей-Адзьвинская структурная зона: Б₁ - вал Сорокина, Б₂ - Мореюская депрессия, Б₃ - Медынско-Сарембойская антиклинальная зона, Б_3-1 - Медынский вал, Б₄ - вал Гамбурцева, Б₅ - Верхнеадзьвинская депрессия, Б₆ - Талотинский вал; В - Коротаихинская впадина; Г - гряда Чернышева

Рис.2. СОПОСТАВЛЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОВИНПАРМСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО СКЛОНА БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОГО ПАЛЕОПОДНЯТИЯ