К оглавлению журнала

 

УДК 551.243.4:553.98

©Коллектив авторов, 1996

НАДВИГОВАЯ ТЕКТОНИКА И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ ПРЕДПАТОМСКОГО ПРОГИБА

В.Г. Сереженков, В.С. Ситников, Н.А.Аржаков (Госкомгеология Республики Саха (Якутия), К.И. Микуленко, К.В. Тимиршин (ЯИГН СО РАН)

Западный фрагмент Предпатомского прогиба на юго-западе Республики Саха (Якутия) включает Нюйско-Джербинскую впадину, прилегающие части Непско-Ботуобинской антеклизы и Вилючанской седловины. В настоящей статье главное внимание уделяется обоснованию принципиально новой модели геологического строения этой территории, базирующейся на научно-методических возможностях сейсморазведки, позволяющей в комплексе с бурением единичных глубоких скважин достаточно уверенно решать задачи интерпретации геофизических материалов.

До начала 80-х гг. в характеристике исследуемой территории (с прилегающими платформенными районами), имеющей практически однотипный разрез венд-кембрийских отложений, подчеркивалась лишь резкая дислоцированность осадочного чехла. При этом в прогибе отмечалось наличие большого числа валообразных поднятий и антиклинальных зон, в строении которых значительную роль играют субвертикальные разрывные нарушения типа сбросов и взбросов. При сопоставлении верхней и нижней частей разреза многочисленные несоответствия объяснялись, как правило, более контрастным проявлением тектонических процессов в соленасыщенной части кембрийского разреза.

До последнего времени дислокации типа взбросонадвигов по данным бурения единичных глубоких скважин и материалам сейсморазведочных работ на отдельных участках были выделены в северо-западной части прогиба. Такие дислокации установлены на Нижнепеледуйской площади в юго-западной части прогиба. В средней части разреза, вскрытого скв. 753 (по материалам ГИС в интервале 1200-2500 м), четко фиксируется опрокинутая лежачая складка. Верхнее крыло складки срезано надвигом, а аллохтонная пластина характеризуется весьма сложным строением.

В разрезе Мурбайской параметрической скважины, пробуренной в северной части прогиба на южном крыле Мар-Юряхской структуры, разными исследователями выделяются от двух до трех дизъюнктивов типа взбросов. Наличие взбросо-надвиговых дислокаций подтверждается также данными колонкового бурения и сейсморазведочными материалами.

На Западно-Мурбайской структуре (Мурбайский вал) предполагается наличие крупного субширотного надвига. Амплитуда горизонтального смещения осадочных толщ изменяется от первых сотен метров на более крутых участках надвига до 5-10 км на пологих.

По материалам глубокого бурения, свидетельствующим о вскрытии скважинами неоднократно повторяемых интервалов стратиграфического разреза, взбросо-надвиговые дислокации условно выделены также на Улугурской (скв. 289-1), Борулахской (скв. 276-1) и Отраднинской (скв. 314-2, 242-0) площадях. На последней из них наличие надвигов согласуется с результатами интерпретации данных сейсморазведки.

Такие дислокации до последнего времени выделялись эпизодически. Лишь в 1993-1994 гг. впервые были обобщены и проанализированы имеющиеся сейсморазведочные материалы. Полученные результаты и выводы легли в основу новых структурных построений, которые вместе с их геологической интерпретацией впервые освещаются в данной статье.

Осадочный чехол в пределах исследуемой территории слагают в основном рифейские, вендские и кембрийские отложения, а также маломощные толщи ордовика, юры и четвертичного возраста. Разрез кембрия и позднего докембрия представлен терригенными, карбонатными и галогенными породами. При этом рифейские и вендские отложения имеют в основном терригенно-карбонатный состав. Соленосные осадки мощностью до 172м установлены лишь в низах верхневендской толщи в составе верхнебюкской подсвиты (торсальская пачка).

Кембрийский разрез характеризуется отчетливо выраженной цикличностью. Его общая мощность составляет примерно 2 км. Он представлен чередованием карбонатных и соленосных толщ. Последние сосредоточены на трех регионально выдержанных уровнях (чарская. толбачанская и юрегинская свиты). Верхний кембрий представлен преимущественно терригенными породами с преобладанием глинистых разностей.

В осадочном чехле на различных стратиграфических уровнях отмечается спорадическое присутствие магматических пород трапповой формации предположительно среднепалеозойского возраста. Интенсивность проявления магматизма (силлы, дайки) возрастает к югу в сторону Патомского нагорья.

Сейсморазведочные исследования Предпатомского прогиба проводились в 1963-1994 гг. по методике MOB и ОГТ с применением как взрывных, так и невзрывных источников возбуждения упругих деформаций. Они сопровождались аналоговой и цифровой регистрацией сейсмических колебаний с последующей обработкой материалов на ЭВМ М-222 и ЕС-55. Структурные построения выполнялись с использованием карт скоростей и сводных скоростных зависимостей от соответствующих целевых отражений.

К настоящему времени отработано 10 000 тыс. км профилей. Степень изученности территории Предпатомского прогиба неравномерная. Наиболее слабо охвачена сейсморазведкой территория междуречья Лена – Пеледуй – Нюя, что связано с достаточно расчлененным рельефом, ограниченной возможностью прокладки здесь сейсмопрофилей и сложными сейсмогеологическими условиями.

В результате проведенных работ охарактеризовано строение осадочного чехла Нюйско-Джербинской впадины по сейсмическим горизонтам KB, II, I и К. Горизонт KB отождествляется с кровлей терригенных отложений венда. Горизонт II приурочен к подошве юрегинских солей нижнего кембрия. Горизонты I и К прослеживаются соответственно в верхних слоях юрегинской свиты и пограничных слоях средне- и верхне-толбачанской подсвит нижнего кембрия.

Были намечены, в частности, дизъюнктивные нарушения в осадочном чехле, отделяющие Непско-Ботуобинскую антеклизу от Предпатомского прогиба и осложняющие установленные структурные элементы. По совокупности морфологических и генетических признаков выделены линейные структуры мурбайского типа, субплатформенные брахиантиклинали и складки Уринского антиклинория, характеризующиеся более крупными амплитудами и повышенной дислоцированностью отложений. Установлен прирост мощности осадочного чехла от 2,0 до 4,5 км в южном направлении. Интерпретация сейсмических данных проводилась исходя из представлений о значительном совпадении структурных планов по всем целевым (опорным) отражениям.

Основываясь на фактах наличия взбросонадвиговых дислокаций, авторы осуществили геологическую переинтерпретацию сейсморазведочных материалов с позиций чешуйчато-надвиговой модели строения Предпатомского прогиба. Правомерность таких представлений неоднократно отмечалась ранее.(Геология Якутской АССР / Под ред. Л.И.Красного - М.: Недра, 1981.)

С этой целью опорные маршруты были выбраны по разреженной сети профилей, ориентированных преимущественно вкрест простирания прогиба. Кроме того, для взаимной увязки использовались также связующие их профили с опорой на глубокие скважины, пробуренные непосредственно в пределах Предпатомского прогиба и на сопредельных площадях Непско-Ботуобинской антеклизы. Общий объем переобработанных сейсморазведочных профилей составил 2500 км.

Анализ сейсмической записи, выполненный с привязкой к разрезу глубоких скважин, позволил установить, что аномалии волнового поля в верхней части разреза приурочены к системе тектонических чешуи, выраженных многократным повторением отдельных частей разреза. Плоскости скольжения каждого из надвигов выполаживаются с глубиной, переходя постепенно на единый уровень – устойчивое двухфазное колебание, следящееся по всей площади. Данная волна приурочена к границе раздела сдвоенных частей разреза в скв. 1 Мурбайская, 314-2 Отраднинская, 276-1 Борулахская и 289-1 Улугурская. Она стратифицируется с уровнем юрегинских солей нижнего кембрия. Волновая картина нижележащих частей разреза аналогична полю тождественного стратиграфического интервала Непско-Ботуобинской антеклизы. Указанное обстоятельство позволяет предположить, что данная граница в этой части прогиба может рассматриваться как практически единый стратиграфический уровень скольжения. Она является, видимо, той региональной поверхностью, которая отделяет чешуй-чато-надвиговую систему (аллохтон) от ненарушенного основания (автохтона) внешней зоны Предпатомского прогиба.

Были составлены карты изохрон и структурные карты по горизонтам KB и II, а также по плоскости скольжения с использованием скоростных зависимостей, построенные по данным глубокого бурения, материалам ОГТ и ВСП.

Сопоставление гравитационных и магнитных аномалий (Dg, DTa) с горизонтами KB и II структурных карт показывает, что особенности магнитного поля отражают главным образом вещественную неоднородность строения кристаллического фундамента; аномалии поля силы тяжести в определенной степени соответствуют отдельным фрагментам блоковой структуры нижнего комплекса (автохтона).

Судя по результатам выполненных построений геологический разрез Нюйско-Джербинской впадины представлен двумя разноплановыми структурно-тектоническими комплексами. Нижний

комплекс слагает "пассивную" часть современной структуры прогиба. Черты его строения выражаются геометрией сейсмического горизонта КВ. По результатам бурения глубоких скважин этот комплекс представлен в основном рифейскими и венд-нижнекембрийскими породами. В его кровле залегают карбонатные отложения билирской свиты нижнего кембрия. По данным сейсморазведки мощность венд-нижнекембрийских отложений, заключенных между сейсмическим горизонтом KB и региональной поверхностью скольжения, составляет 800-1000 м.

По горизонту KB структурный план рассматриваемого комплекса при общем погружении пород в южном направлении обусловлен чередованием относительно приподнятых, линейно вытянутых в северо-восточном направлении валообразных поднятий и разделяющих их относительно погруженных зон. Границами раздела между ними служат разрывные тектонические нарушения различной амплитуды. Таким образом, строение нижнего комплекса имеет явно выраженный блоковый характер. Северо-восточное простирание пород комплекса хорошо согласуется с тектоническими элементами сопредельных территорий Непско-Ботуобинской антеклизы, где открыты многочисленные нефтегазовые месторождения (рис. 1).

В сводовых частях валообразных поднятий абсолютные отметки горизонта KB колеблются от -2000 м на севере до -3100 м на юге. Большинство локальных брахиантиклинальных складок, выделенных ранее по материалам сейсморазведки (площади Улугурская, Омолонская, Диеллигерская, Талахтахская, Дербинская и др.), выполненными построениями не подтвердились.

Верхний структурно-тектонический комплекс представляет собой серии тектонических пластин, надвинутых на платформенный склон. Аллохтон сложен венд-кембрийскими отложениями. В строении его подошвы принимают участие карбонатные осадки верхнего венда. Кровля комплекса отвечает денудированной поверхности, сложенной чередующимися полосами развития кембрийских, ордовикских и силурийских отложений, плашеобразно перекрытых нижнеюрскими и четвертичными осадками. Максимальная мощность тектонической пластины достигает 3,5 км.

Ступенчатое строение нижнего структурного комплекса (автохтона), создавая преграды на пути пластичного скольжения пород верхнего комплекса, предопределило структуру аллохтона, отражаемую геометрией сейсмического горизонта II. Итак, отмечается определенная связь структурных форм аллохтона с наиболее контрастными элементами автохтона (рис. 2) Отличительной особенностью морфологии надвинутых отложений является более выположенный структурный план, сопровождающийся значительным смещением ориентировки осевых линий основных структурных элементов и широким развитием чешуйчато-надвиговых дислокаций Фронтальные зоны последних определяют строение внешней приграничной части Нюйско-Джербинской впадины, а также внутренней структуры прогиба в пределах наиболее сложнодислоцированных полос. С этими зонами связаны практически все линейные складки, закартированные ранее по материалам геологической съемки

Редкая сеть сейсмопрофилей позволила наметить строение и распространение сложнопостроенных чешуйчато-надвиговых зон лишь в региональном плане и в самых общих чертах. Для изучения их внутренней структуры необходимо проведение дополнительных полевых работ по сгущенной сети профилей.

Согласно структурным построениям эти зоны характеризуются присутствием либо структур чешуйчато-веерного типа в верхней части разреза, либо своеобразными структурами вклинивания в низах тектонической пластины. Последние установлены вдоль восточной границы Нюйско-Джербинской впадины. Тектонические чешуи, как правило, ограничены снизу субпластовым срывом и разделены секущими надвигами. Из-за специфики сейсморазведочного материала и его обработки (обнуление начальной части записи, осложненной интенсивными волнами-помехами до 0,2-0,3 с, и закрытость территории обширными полями нижнеюрских и четвертичных осадков) конкретизация трассировки плоскостей надвигов до дневной поверхности невозможна. Вероятнее всего, имеют место как выходы плоскостей надвигов непосредственно на дневную поверхность, так и их затухание на глубине.

На совмещенных структурных планах верхнего и нижнего комплексов видно, что к внешнему периметру фронтальной зоны краевой тектонической пластины (горизонт II) примыкает серия локальных положительных структур (горизонт KB), осевые линии которых при их трассировании повторяют в целом границы Предпатомского прогиба. Учитывая это обстоятельство, можно предположить, что расположенный на юго-востоке (междуречье Нюя – Лена) субширотный Дабанский блок, дискордантный к преобладающей во внутренней части прогиба северо-восточной ориентировке структур, является периферийной фронтальной зоной следующей тектонической пластины, подошвенный срыв которой приурочен к более древнему стратиграфическому горизонту – уровню торсальских солей венда. К этой же зоне приурочена соответственно и тыловая часть охарактеризованной краевой тектонической пластины.

Таким образом, Нюйско-Джербинская впадина в целом может рассматриваться как периферийная область крупного пояса шарьяжно-надвиговых структур юга Сибирской платформы. Указанный пояс представляет собой пакет тектонических пластин, последовательно надвинутых с юго-запада на северо-восток. Процессы надвигообразования сопровождались переходом подошвенного срыва с уровня рифейских отложений на юге на более верхние уровни к северу – вначале на уровень торсальских солей венда, затем – юрегинских солей нижнего кембрия.

Имеющиеся данные позволяют предполагать, что процессы надвигообразования, установленные в прогибе, на некоторых участках затрагивают в определенной степени и прилегающие сугубо платформенные территории. При этом указанная тенденция в целом сохраняется, т.е. в таких случаях к аллохтонным тектоническим пластинам на платформе относится лишь самая верхняя часть разреза осадочного чехла.

Перспективы нефтегазоносности Предпатомского прогиба оцениваются, как правило, неоднозначно. Это связано в основном с тем, что литофациальные и тектонические условия нефтегазоносности (и без того достаточно сложные в краевых частях типично платформенных территорий) закономерно ухудшаются в сторону прилегающей складчатой области (увеличивается плотность разреза, резко возрастает его дислоцированность, ухудшаются условия сохранения возможных скоплений нефти и газа).

На обширной территории прогиба размещение потенциальных скоплений У В, как и в сопряженных районах Непско-Ботуобинской антеклизы и Вилючанской седловины, контролируется прежде всего характером распространения зон улучшенных коллекторов, причем ухудшение коллекторских свойств за счет уплотнения в определенной степени может компенсироваться региональным проявлением повышенной трещиноватости пород в виде выдержанных зон вторичных коллекторов. В этих условиях (в отличие от платформенных территорий) значительно возрастают перспективы нефтегазоносности карбонатных отложений (Микуленко К.И. и др., 1988).

В последнее время в северной части Нюйско-Джербинской впадины открыто Отраднинское газовое месторождение. Газоносными являются трещиновато-кавернозные породы-коллекторы, залегающие в низах карбонатного венда. Отмечается связь этого месторождения с фронтальной частью надвиговой пластины.

Не исключено также, что на перераспределение УВ существенно повлияли процессы шарьирования. Возникающие надвиги могли расчленить первичные ловушки нефти и газа. Кроме того, флюиды в период своего активного формирования за счет мощных субгоризонтальных напряжений сжатия, дополнительной массы покровов и вибрационных эффектов могли отжиматься из внутренних районов к периферии надвиговых нарушений, которые и определяли улучшенные пути миграции УВ. Такое предположение в общем согласуется с закономерностями современного распределения большинства выявленных месторождений нефти и газа, образующих полукольцо вокруг нагорья на смежных участках платформы.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы.

В рассматриваемой части Предпатомского прогиба по сейсморазведочным данным с использованием материалов бурения единичных параметрических и поисковых скважин установлено региональное, почти повсеместное развитие надвиговых дислокаций.

По мере перехода от типично платформенных площадей к прогибу значительно изменяется структурно-тектонический облик осадочного чехла. Его строение, наряду с повышенной дислоцированностью субвертикальными разрывами, осложнено присутствием надвинутых тектонических пластин, сопровождаемых развитием субгоризонтальных дизъюнктивов.

В разработанной модели надвиговой тектоники Предпатомского прогиба значительное место отводится так называемым фронтальным зонам. С различной степенью достоверности установлено наличие этих зон, различающихся по протяженности и сложности строения. Наиболее крупная и сложнодислоцированная зона протягивается вдоль границы прогиба с платформой.

В этих зонах соотношение структурных планов по разрезу характеризуется наличием разнообразных ситуаций – от резкого несоответствия до кажущегося совпадения и сквозного развития в чехле каких-либо пликативных форм. Последнее обусловлено почти параллельным облеканием отложениями аллохтона тектонических элементов, находящихся в автохтонном залегании.

Перспективы нефтегазоносности в прогибе в отличие от соседних платформенных территорий в меньшей степени связаны с карбонатно-терригенными комплексами позднего докембрия и контролируются в основном распространением зон вторичных коллекторов. Последние тяготеют к трещиновато-кавернозным венд-кембрийским карбонатным отложениям и приурочены главным образом к фронтальным частям надвинутых тектонических пластин.

Изложенные представления о надвиговой структуре Предпатомского прогиба и его потенциальной нефтегазоносности носят предварительный характер. Тем не менее они должны учитываться при планировании и проектировании возможных геолого-разведочных работ в прогибе, а также при интерпретации и анализе полученных результатов. Для уточнения указанных представлений требуется дополнительное проведение значительных объемов сейсморазведочных работ в комплексе с параметрическим бурением.

ABSTRACT

Within the discussed part of the Predpatomsky trough according to seismic and drilling data a regional wide development of fault dislocations has been established. In the course of transition from typically platform areas to the trough a structural-tectonic appearance of sedimentary cover is significantly changed. Its structure is complicated by a presence of thrust tectonic plates accompanied by the development of subhorizontal disjunctives. The "frontal" zones play a significant role in the elaborated model of thrust tectonics of the Pred-patomsky trough. The largest and complex-dislocated zone extends along the trough boundary with a platform. Oil and gas potential prospects of the trough, unlike the adjacent platform territories, to a lesser extent are associated with Late-Precambrian carbonate-terrigene complex and mainly controlled by zones of secondary reservoirs. The latter may be referred to the Vendian-Cambrian fracture-cavernous deposits of carbonate composition and mainly confined to the frontal parts of the thrusted tectonic plates.

Рис.1. СХЕМА НАДВИГО ВОЙ ТЕКТОНИКИ ПРЕДПАТОМСКОГО ПРОГИБА ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ

I Сибирская платформа II Предпаюмский прогиб структурный план нижней части осадочного разреза (автохтонное основание) 1 блоки с относительно приподнятым залеганием, 2 блоки залегающие гипсометрически ниже смежных блоков, структурный план верхней части осадочного разреза (аллохтонные пластины) 3 внешняя (а) и внутренняя (б) границы фронтальных зон чешуйчато надвиговых дислокации, 4 оси простирания относительно приподнятых (а) и опущенных (б) структурных зон 5 субвертикальные разрывные нарушения установленные на прилегающей территории Непско-Ботуобинской антеклизы, 6 месторождения газа и нефти нефтегазоконденсатные (1 Талаканское, 3 Чаяндинское, 4 Средне-ботуобинское 5 Таас-Юряхское, 7 - Иктехское) газовые (2 Восточно-Талаканское, 6 Бесюряхское, 9 Витюиско-Джербинское, 10 Хотого-Мурбаиское, 11 Отраднинское), нефтегазовое (8 Верхневилючанское) 7 глубокие скважины, 8 - линии геолого-геофизических разрезов, 9 - граница Уринского антиклинория (Патомская складчатая область)

Рис.2. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ: А - ЧАЯНДИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ - р. ПЕЛЕДУЙ; Б - ИКТЕХСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ - р. БОЛЬШОЙ ПАТОМ; В - ВЕРХНЕВИЛЮЧАНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ - р. ДЖЕРБА

1 - геологическая граница; 2 - отражающий сейсмический горизонт (II - кровля билирской свиты нижнего кембрия, КВ - подошва иктехской серии венда); 3 - разрывные нарушения; 4 - скважины глубокого бурения: а - находящиеся на линии разреза, б - "снесенные" на линию разреза; цифры в кружках - стратиграфические подразделения: нижняя юра (1); нижний силур (2); верхний и средний ордовик (3); нижний ордовик (4); верхоленская серия верхнего - среднего кембрия (5); метегерская и ичерская свиты среднего -нижнего кембрия (6); подразделения нижнего кембрия: чарская свита (7), олекминская свита (8), толбачанская и эльгянская свиты (9), нелбинская и юрегинская свиты (10), пестроцветная свита (11), нохтуйская свита (11а); билирская и юряхская свиты нижнего кембрия - венда (12); иктехская серия венда (13); тинновская свита венда (14); нерасчлененные отложения венда - рифея (15); подразделения рифея: ченчинская свита (16), жуинская свита (17), валюхтинская серия (18), баракунская серия (19); породы кристаллического фундамента (20)