НОВАЯ СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ПАЛЕОЗОЯ ЮГА НЮРОЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ

В.С. Славкин, Е.А. Копилевич, Н.Н. Бакун, А.В. Гончаров (ВНИГНИ)

В Нюрольской впадине (юго-восточная часть Западной Сибири), включая ее южную часть, под мезо-кайнозойским платформенным комплексом глубокими скважинами до абсолютных отметок -4500 м вскрыты палеозойские породы, преимущественно карбонаты. По преобладающему мнению они рассматриваются в составе складчатого фундамента Западно-Сибирской плиты (Абросимова О.О., 1996; [1, 4]). Возраст этих пород определен как силур-каменноугольный [3]. Состав пород наиболее детально изучен в единичных, наиболее глубоких параметрических скважинах. Многочисленные поисково-разведочные скважины, вскрывшие доюрские образования на первые десятки или сотни метров, изучались меньше. Это обусловило недостаточную определенность литолого-стратиграфических рамок, которые могли бы контролировать структурно-тектонические построения.

Дополнительные исследования образцов и шлифов позволили выявить особенности седиментогенеза и латеральной фациальной изменчивости отложений, а их детальная привязка к материалам ГИС (особенно АК) и пространственная корреляция показали возможность существования феномена представлений о нормально залегающих отложениях (Славкин B.C., Копилевич Е.А., Бакун Н.Н. и др., 1998), что полностью соответствует новой сейсмической информации в межскважинном пространстве. Эта новая сейсмическая информация получена на основе повышения качества результативных сейсмических материалов, которое было достигнуто путем оптимизации методики обработки данных МОГТ на ПЭВМ применительно к сложным сейсмогеологическим условиям Нюрольской впадины. Из первичных сейсмозаписей была получена информация о внутрипалеозойских границах раздела и скоростной характеристике среды (Гончаров А.В., 1997).

На восьми изученных площадях (Калиновая, Северо-Калиновая, Хатчинская, Нижне-Табаганская, Кулгинская, Арчинская, Урманская, Еллей-Игайская) выделено и повсеместно прослежено три новых внутрипалеозойских отражающих горизонта (ОГ), приуроченныхк эрозионной поверхности девон-каменноугольных отложений (Ф₁), кровле верхней (Pzk) и нижней (Ф₀) карбонатных формаций (рис. 1, рис. 2) (Гончаров А.В., 1997; Славкин B.C., Копилевич Е.А., Бакун Н.Н., 1998). На Урманской площади, где мощность верхней части палеозойских отложений между ОГ Ф₁ и Pzk увеличена в несколько раз, выделены и прослежены еще два новых ОГ, приуроченных к кровле девонских отложений (D) и тартасской серии (ТС) (см. рис. 2). Отражающие горизонты Pzk и Ф₀являются границами раздела соответственно в средне- и нижнедевонских (лесная толща) отложениях.

Таким образом, главная отличительная особенность новой структурной модели палеозойских отложений юга Нюрольской впадины заключается в том, что она разработана на основе структурных построений новых, ранее не изучавшихся внутрипалеозойских границ: прикровельной эрозионной (Ф₁), в верхнедевонских (D и ТС), среднедевонских (Pzk) и нижнедевонских (Ф₀) отложениях.

Такая фактурная сейсмическая основа, опирающаяся на данные бурения, ГИС, сейсмокаротажа многочисленных скважин, позволила выявить вторую принципиальную отличительную особенность новой структурной модели палеозойских отложений юга Нюрольской впадины - субгоризонтальное, слабонаклонное и криволинейное залегание пород, разбитых тектоническими нарушениями на отдельные блоки.

Новая структурная модель палеозойских отложений свидетельствует, что интенсивность их постседиментационных преобразований может соответствовать в основном мезокатагенезу. Эти осадочные горные породы не подвергались начальному региональному метаморфизму, неизбежному для зон складчатости, что подтверждается данными [1] о невысокой степени постдиагенетических преобразований палеозойских карбонатных отложений (мезокатагенез) в данном районе и о сохранении ими основных седиментационных признаков, что соответствует их относительно слабой пликативной дислоцированности. По всем полученным данным палеозойский комплекс не является складчатым в традиционном понимании этого термина. Еще одна принципиальная отличительная особенность новой структурной модели палеозойского комплекса заключается в неконформности взаимоотношений отдельных границ раздела в составе палеозоя, вплоть до несоответствия структурных планов ОГ Ф₀ и Pzk.

Приведем основные данные о новой современной структурной модели палеозойских отложений юга Нюрольской впадины (снизу вверх) по вскрытому бурением разрезу до-юрских отложений.

Внутренняя структура карбонатной надформации впервые охарактеризована по обоснованно выделяемому и практически непрерывно откартированному в пределах изученной территории новому ОГ Ф₀.

В центре территории выявлена (площади Хатчинская, Нижне-Табаганская) и прослежена с севера на юг (площадь Кулгинская) более чем на 35 км зона (блок) с относительно погруженным залеганием эрозионной поверхности, фиксируемой ОГ Ф₀. Участки ее максимального погружения находятся на юго-востоке Нижне-Табаганской площади (-4462 м) и в западной части Кулгинской площади (-4466 м). Ширина погруженного блока достигает 25 км. Погруженный блок ограничивается с запада и востока двумя приподнятыми блоками (первый - площади Калиновая и Северо-Калиновая; второй - площадь Арчинская) размером не менее 15x15 км каждый. Максимальный подъем ОГ Ф₀ зафиксирован в западной части Калиновой площади (-4132 м) и на северо-востоке Арчинской площади (-4129 м).

Из этого следует, что современный максимальный перепад абсолютных отметок поверхности ОГ Ф₀ составляет 337 м. Депрессионная зона и сопредельные приподнятые участки разграничиваются по отметке -4300 м. Максимальная отрицательная отметка для депрессионной зоны относительно отметки -4300 м лежит глубже нее на 166 м. Максимальная положительная отметка для приподнятых блоков составляет 171м. Такое совпадение может свидетельствовать, что поверхность ОГ Ф₀ в пределах изученного района представляет собой генетически единое образование - зонально или субрегионально развитую эрозионную поверхность выравнивания. Поверхность ОГ Ф₀могла возникнуть лишь при перерыве формирования карбонатной надформации и является естественным разделом внутри нее, вычленяющим в ее составе две карбонатные формации. Возникшая снивелированная поверхность (ОГ Ф₀) приурочена к кровле нижней карбонатной формации (верхнесилур-нижнедевонская лесная толща). Обособление и проявление погруженного и двух приподнятых блоков произошло позже, на последующих этапах развития территории, но в морфометрии и характере дизъюнктивной мелкоблоковой расчлененности блоков проявляются особенности, аналогичные у приподнятых блоков и различные у опущенного. Если это рассматривать не случайным, а унаследованным, то возможно предположение, что ОГ Ф₀ фиксирует резко снивелированную поверхность различных структурно-генетических образований в составе нижней карбонатной формации. Например, до формирования ОГ Ф₀наиболее ранние образования могли подвергнуться дроблению на крупные блоки, которые сохраняли аналогию внутренней структуры, но были перемещены с изменением пространственной ориентации. В последующем эти блоки были включены в область консолидации и уже затем подверглись эрозионной нивелировке.

Рассмотрим их современные особенности. В пределах погруженной части Нижнетабаганско-Кулгинско-Хатчинского блока поверхность по ОГ Ф₀ пологонеровная с относительно погруженными участками, пологими неглубокими ложбинами - синклиналями и небольшими куполами. Разломы мозаично расчленяют поверхность на неконтрастно выраженные горсты, грабены или наклонные блоки шириной 1-4 км, ограниченные сбросами и взбросами с амплитудами 10-50 м. Сбросы в основном сохранились в северной части Кулгинской и Хатчинской площадей и в западной части Нижне-Табаганской площади. К периферии погруженного блока приурочены наиболее линейно выраженные и выдержанные депрессионные (синклинальные) зоны шириной до 3 км. Отдельные их фрагменты протрассированы более чем на 10 км (Северная часть Хатчинской, северо-западная часть Нижне-Табаганской площадей).

Приподнятые блоки (восточный - Калиновый, западный - Арчинский) отличаются более четко выраженными и крупными положительными элементами рельефа: изометричными холмами (куполами) и протяженными грядами (валами). По абсолютной отметке -4200 м протяженность последних достигает 6-12 км при ширине 2-3 км и высоте до 68 м. Блоки рассечены протяженными диагональными разрывными нарушениями (сбросами, иногда с участками инверсионных взбросов, взбросами с надвиговы-ми чешуями), которые часто трассируются на 10-20 км вдоль валов и между куполами, отделяя ряд небольших вытянутых блоков: неконтрастных грабенов, горстов или пологонаклонных блоков (шириной до 5 км). Их преобладающее простирание на Калиновом блоке - северо-восточное, на Арчинском - субмеридиональное. К краевым частям этих блоков приурочены участки надвигов.

Строение граничных зон отличается сложностью. Обычно это резкий перегиб рельефа ОГ Ф₀типа флексурно-разрывной зоны. На границе западного приподнятого (Арчинского) и центрального опущенного блоков поверхность ОГ Ф₀ на протяжении 2,3 км погружается на 214 м.

Для оценки перспектив нефтеносности нижней карбонатной формации очень важно, что на карте по ОГ Ф₀ выделяется целый ряд относительно небольших антиклинальных поднятий изометричной формы амплитудой от первых десятков метров до 50 м. Анализ выявленных элементов морфологии и пространственного распределения антиклинальных поднятий позволяет сделать вывод об их седиментационной природе. Учитывая характер разреза, изометричные локальные поднятия можно рассматривать как структуры облекания биогермных массивов [2], развитых среди слоистых карбонатно-глинистых отложений. Все это особенно четко проявилось на Северо-Калиновой, Хатчинской, Арчинской и Нижне-Табаганской площадях (см. рис. 1).

В пределах Урманского блока ОГ Ф₀ залегает отчетливо моноклинально, воздымаясь к Тамбаевскому блоку от абсолютных отметок -4200 м до -3500 м (см. рис. 2), при этом Урманский блок отделяется от Арчинского флексурно-разрывной зоной, а от Тамбаевского - грабен-синклиналью.

Более чем на 1000 м выше ОГ Ф₀ находится поверхность кровли верхней карбонатной рифогенной формации, фиксируемая ОГ Pzk (рис. 3, см. рис. 1, рис. 2). Строение этой поверхности принципиально отличается от описанного ОГ Ф₀. На ней четко выделяются семь крупных пологих поднятий, в пределах которых абсолютные отметки не превышают -3000 м: Калиновое, Северо-Калиновое, Хатчинское, Нижне-Табаганское, Арчинское, Кулгинское, Тамбаевское. Урманское поднятие по ОГ Pzk характеризуется более глубоким залеганием - 3250-3300 м (см. рис. 1-3). Здесь выделены и протрассированы многочисленные тектонические нарушения - сбросы, взбросы, разломы.

Поверхность кровли палеозойского комплекса, совпадающая с поверхностью толщи облекания верхней карбонатной рифогенной формации, фиксируется ОГ Ф₁(см. рис. 1, рис. 2). По этой границе отмечаются те же структурные формы и тектонические элементы, что и по ОГ Pzk, но иногда с другой морфологией (см. рис. 1, рис. 2, рис. 3).

Поверхность ОГ Ф₂ (подошва юрских отложений) эрозионная, более сглаженная, чем ОГ Pzk и Ф₁. Здесь выявлены участки возможного развития карстового рельефа, а также, помимо антиклинальных поднятий и прогибов, осложнения рельефа типа уступов, которые связаны с отдельными разломами, выходящими к подошве юры (см. рис. 1, рис. 2).

На Урманской площади структурная модель характеризуется еще по двум границам раздела в верхней части палеозоя - D и ТС, которые совместно с ОГ Pzk отчетливо фиксируют резкое отличие Урманского блока от окружающих его эрозионно-тектонических выступов - Тамбаевского и Арчинского (см. рис. 1, рис. 2, рис. 3). Урманский блок оказывается относительно погруженным и в его пределах проявляется унаследованное развитие центральной относительно крупной брахиантиклинально-валообразной локальной структуры в верхнем карбонатном комплексе на фоне флексурообразного залегания нижнего карбонатного комплекса (см. рис. 1-3).

Зарождение Урманской брахиантиклинальной формы, по-видимому, произошло во время формирования на Урманском блоке карбонатных отложений нижне-среднедевонской карбонатной формации. Если на структурной поверхности ОГ Ф₀ эта форма еще не проявилась и в зоне скв. Р-1 и Р-11 прослеживается лишь нечетко выраженный флексурный перегиб (интервал отметок -4150...-4200 м), то на структурной поверхности ОГ Pzk брахиантиклиналь выражена замкнутой изогипсой -3300 м (8x2 км). Тем самым фиксируются резкое несовпадение структурных планов и "бескорневой" тип Урманской брахиантиклинали (см. рис. 1-3).

Следует отметить, что в предлагавшихся ранее вариантах геологического строения района собственно Урманскому блоку отводилась не самостоятельная, а подчиненная роль. Например, предполагалось, что Урманское, Арчинское и Нижне-Табаганское месторождения приурочены к единой субмеридиональной приподнятой структурной зоне [1, 4], что Урманская залежь является северной частью Арчинского месторождения, а Урманская органогенная постройка входит в состав обширной древней отмельной зоны, части западного ограничения Чижапской карбонатной банки (Степанов С.А., Краснов В.И., Новгородов Н.С., 1990).

Наши исследования показали четкую геотектоническую индивидуализацию Урманского блока. Он является представителем одной из групп (возможно, типа) тектонических блоков, участвовавших в формировании такого уникального геологического объекта, как Нюрольская впадина. В качестве "общенюрольских" особенностей, проявившихся в Урманском блоке, можно отметить присутствие двух карбонатных формаций (нижне- и среднедевонской), структурные поверхности и рифогенность которых фиксируются ОГ Ф₀ и Pzk. Кроме того, завершение образования и наращивание толщины доюрского комплекса в пределах Урманского блока произошло примерно на том же самом литосферном предплитном уровне, что и у окружающих блоков. Но судя по глубинам залегания ОГ Ф₀ и Pzk, первым из окружающих блоков к этому уровню приблизился Тамбаевский блок, затем Арчинский, Еллей-Игайский и Урманский.

Проявления предъюрской эродированности на Урманской блоке являются, по-видимому, менее резко выраженными, чем на других блоках. Об этом свидетельствует накопление здесь продуктов переотложения образований коры выветривания (бокситов). Хотя они, несомненно, подвергались повторному частичному переотложению с центральной части блока на его склоны, но при этом в основном сохранились морфологические особенности (подковообразность) выветрелой поверхности карбонатной нижнекаменноугольной банки - биострома (см. рис. 3). В связи с этим Урманский "выступ" может быть лишь условно отнесен к категории нефтегазоносных эрозионно-тектонических выступов, поскольку в его пределах сохраняется органогенно-аккумулятивная брахиантиклинальная форма палеорельефа.

Полученные результаты свидетельствуют также о том, что в пределах Урманского и сопредельных частей Арчинского и Тамбаевского блоков при формировании палеозойского карбонатного комплекса структурные рельефообразующие формы появлялись, изменялись и расформировывались не только в связи с тектоникой, но и за счет фациальной миграции во времени и пространстве минимумов и максимумов органогенного карбонатонакопления. В результате для разных блоков сложились различные взаимоотношения структурных поверхностей.

В целом новая структурная модель характеризует внутреннее строение того комплекса отложений, который многими исследователями рассматривался как складчатый фундамент Западно-Сибирской плиты [4].

Проведенные нами исследования однозначно свидетельствуют, что в данном районе это переходный доплитный [5] комплекс со всеми вытекающими отсюда последствиями в отношении перспектив нефтегазоносности.

Так как по сопредельным районам аналогичный уровень геолого-геофизической информации еще не достигнут, то можно лишь предварительно оценить геоструктурное положение изученного района. Здесь, по-видимому, прослеживается участок склона крупной положительной палеоструктуры, активно развивавшейся в процессе предъюрского осадконакопления. В связи с этим характерна относительно слабая расчлененность наиболее глубокозалегающей структурной поверхности эрозионного выравнивания кровли нижней карбонатной формации ОГ Ф₀ (см. рис. 1, рис. 2). На эту поверхность максимально воздействовали инверсионные тектонические движения, сократившие амплитуды подвижек блоков по сбросам и преобразовавшие отдельные их участки во взбросы. Вышележащая поверхность завершения исключительно органогенной карбонатной аккумуляции в верхней рифогенной толще - ОГ Pzk, наоборот, отличается наиболее выраженной расчлененностью (см. рис. 1, рис. 2). Залегающая выше поверхность ОГ - поверхность переслаивания (кровля толщи облекания карбонатной формации) характеризуется уменьшением расчлененности.

Новые данные о структурной модели палеозойских отложений юга Нюрольской впадины являются основанием для глубокого бурения, прежде всего параметрического, с целью выяснения перспектив нового объекта исследований - нижнего карбонатного рифогенного комплекса.

Результаты проведенных исследований на Урманской, Хатчинской, Арчинской, Нижне-Табаганской и Еллей-Игайской площадях являются структурно-тектоническим обоснованием для достижения высокой эффективности геологоразведочных работ.

Литература

1. Доплатформенные комплексы нефтегазоносных территорий СССР / М.Ю. Васильева, Е.Г. Журавлев, В.С. Князев и др. - М.: Недра, 1992.

2. Выделение и картирование палеозойских рифовых массивов Западной Сибири / Н.П. Запивалов, И.А. Пехтерева, 3.Я. Сердюк, Г.Ф. Шматалюк // Геология нефти и газа. - 1980. - № 11. -С. 5-12.

3. Стратиграфия палеозойских отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты / В.Н. Дубатолов, В.И. Краснов, О.И. Богуш и др. - Новосибирск: Наука, 1990.

4. Сурков B.C., Жеро О.Г. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты. - М.: Недра, 1981.

5. Шлезингер А.Е. Региональная сейсмостратиграфия. - М.: Мир, 1998.

Abstract

New data about features of structural model of Paleozoic formations of south of Nyurol trough were obtained on the basis of significant improvement of successful seismic materials and phenomenological reconstructions of principal sedimentation history. The main distinctive characteristic of new structural model lies in the fact that it was developed on the basis of structural constructions of new, previously non-studied intra-Paleozoic reflecting boundaries in Lower Carboniferous, Upper, Middle and Lower Devonian formations.

Principal distinctive feature of new model is subhorizontal, slightly inclined and curved bedding broken by tectonic faults in separate block and noncorrespondences of structural plans of upper horizons of lower and upper carbonate formations.

According to data obtained, the Paleozoic complex is not folded in the traditional understanding of this term. New data about this structural model may serve as a basis for deep drilling, first of all parametric, aimed to revealing prospects of new investigation target - lower carbonate reef complex.

Рис. 1. СУБШИРОТНЫЙ СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ

1 - нижняя часть (ниже -2700 м) мезо-кайнозойского терригенного комплекса; сейсмостратиграфические комплексы (ССК): 2 - I (S₂-D₁), 3 - II (D₁-D₂), 4 - III-V (D₃-C₁); рифтовые сейсмофации: 5 - в составе ССК I, 6 - в составе ССК II; 7 - карбонатные банки в составе ССК III-V; 8 - кора выветривания; 9 - тектонические нарушения; 10 - скважины: а - параметрические, б - поисково-разведочные

Рис. 2. СУБМЕРИДИОНАЛЬНЫЙ СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ

Усл. обозначения см. на рис. 1

Рис. 3. СХЕМА РАЗВИТИЯ УРМАНСКОГО СРЕДНЕДЕВОН-НИЖНЕКАМЕННОУГОЛЬНОГО БИОСТЕЛЛА (карбонатной банки)

Изогипсы, м: 1 - ОГ Ф₀, 2 - ОГ Ф₀ - флексурного перегиба; замкнутые изогипсы - границы карбонатной банки: 3 - ОГ Pzk - Ф₁, 4 - ОГ Pzk, 5 - ОГ D, б - ОГ Ф₁; 7 - линии профилей; 8 - скважина (числитель - номер пикета, знаменатель - номер профиля)