CC BY
107
ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК: 551.2/3+553.98(470+571/1-922)
ЭВОЛЮЦИЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИМАНО-ВАРАНГЕРСКОГО НЕФТЕГАЗОНОСНОГО БАССЕЙНА
Н.О. Сорохтин1,2, Н.Е. Козлов1,3, Н.В. Куликов4, В.Н. Глазнев5, И.В. Чикирев3
1 Г еологический институт КНЦ РАН;
2 Институт океанологии РАН, г. Москва;
3 АФ ФГОУ «МГТУ»;
4 ООО «Арктические технологии», г. Москва;
5 Воронежский государственный университет
Аннотация
Рассматриваются вопросы полистадийного развития прибрежной зоны Кольского региона и обосновываются пространственно-временные закономерности взаимодействия геодинамических процессов, влияющих на обстановки накопления углеводородов в осадочных комплексах шельфовых морей.
Ключевые слова:
геодинамическая эволюция, прогноз областей локализации, скопление углеводородов, нефтегазоносность.
Тимано-Варангерский нефтегазоносный бассейн достаточно хорошо изучен геологогеофизическими методами, однако, закономерности пространственно-временного распределения УВ в его пределах и историко-генетические аспекты развития региона остаются на сегодняшний день исследованы в меньшей степени. Настоящая статья в определенной мере восполняет этот пробел.
Можно полагать, что в процессе эволюции Восточно-Европейской платформы (ВЕП) ее северная и северо-западная (в современных румбах) оконечность в постархейское время, по-видимому, периодически испытывала процессы раскола и коллизионного сочленения с Североамериканской литосферной плитой [1]. На это, в частности, указывает сопоставимость структурно-вещественных комплексов свекофеннид Балтийского щита и Кетилид южной Гренландии и Канады, сформированных около 1.9—1.8 млрд лет назад во время закрытия Свекофеннского палеоокеана при формировании суперконтинента Мегагея. Позднее, в раннем и среднем рифее (1650-1350 млн лет назад), достоверные геологические данные в этой части платформы отсутствуют, что может косвенно указывать на процессы раскрытия океана Палеояпетус, разделившего некогда единые Канадско-Гренладские континентальные образования и родственные им структурно-вещественные комплексы Балтийского щита.
В интервале 1350-1050 млн лет на северо-востоке ВЕП начинают формироваться шельфовые и склоновые осадочные комплексы пассивной окраины континента [2]. В то же время в Перитиманской области и в Кандалакшско-Двинском бассейне развивались структуры прогибания фундамента и накопления континентальных терригенных осадков с примесью вулканитов [1]. Данные события хорошо согласуются с фактическим материалом о времени распада суперконтинента Мегагея (Штилле) около 1.7 млрд лет назад, продолжавшегося вплоть до позднего рифея (около 1000 млн лет назад), когда был сформирован следующий в истории Земли суперконтинент Мезогея [3]. В это время в северо-западной периферической зоне ВЕП формируется Дальсландская складчатая область, являющаяся продолжением Гренвильского пояса в Канаде и Гренландии и маркирующая зону закрытия океана Палеояпетус.
Позднее, в венде (650-570 млн лет), процессы ее пенепленизации привели к формированию комплекса континентальных терригенных осадков со следами тиллитов на северо-западе [4] и прибрежно-морских образований на севере в районе п-ова Варангер [5]. В это же время продолжалось накопление осадочного комплекса шельфовых и континентально-склоновых образований на северной и северо-восточной пассивной окраине ВЕП. Дальсландский орогенез на западе ВЕП привел к формированию целого ряда закономерно расположенных в пространстве рифтовых систем в ее северо-восточных районах. При этом тектонические условия их формирования носили явный отраженный характер, что закономерно сказалось на практически полном отсутствии
магматической составляющей в разрезах рифтов и на плечах структур. Лишь на северной оконечности Кольского п-ова и на полуостровах Средний и Рыбачий отмечены редкие тела и дайки долеритов, относимые к данному времени.
В интервале порядка 780 млн лет (с 1350 по 570 млн лет) в восточной и северо-восточной частях ВЕП происходило, вероятно, накопление огромных масс, потенциально нефтегазоносных осадочных образований на склоне и в подножии континента. При этом континент последовательно мигрировал из приэкваториальной зоны Земли, где он находился в момент формирования Мезогеи (около 1.0 млрд лет назад), в высокоширотные и приполярные области (около 800-650 млн лет) [6].
Сегодня рифейские образования пассивной окраины севера и северо-востока (в современных румбах) Русской плиты обнажены в пределах п-ова Варангер в северной Норвегии, полуостровах Средний, Рыбачий и о. Кильдин на северной оконечности Кольского п-ова, а также на Канином носу и Тиманском выступе Архангельской области. В геологической литературе эти образования выделяются как Тимано-Варангерская система байкалид [7, 8] и представляют собой моноклинальное напластование средне-, позднерифейских и вендских метаморфизованных осадочных комплексов, тектонически взброшенных, а местами надвинутых на архейские и раннепротерозойские образования Балтийского щита и Русской плиты [9]. Поверхность моноклинали полого погружается в сторону Южно-Баренцевоморской впадины под углами 2-50, а затем угол наклона увеличивается до 5-100 [8]. Осадочные комплексы среднего рифея представлены сероцветными полимиктовыми конглобрекчиями, конгломератами и гравелитами с прослоями алевролитов и псаммитов. В верхних частях разреза наблюдается переслаивание сероцветных аргиллитов, алевролитов, полимиктовых псаммитов и конгломератов с линзами и конкрециями карбонатных пород. Позднерифейские и вендские образования представлены переслаиванием разноцветных кварцевых, олигомиктовых и аркозовых псаммитов, алевролитов, пелитов и доломитов. В разрезе встречаются прослои полимиктовых конглобрекчий с обломками фосфоритов и карбонатных стяжений. Вторичные преобразования соответствуют стадии метагенеза - начального метаморфизма [10]. Геодинамические условия накопления перечисленных комплексов отвечают единому латеральному ряду шельфовых, континентально-склоновых и подножно-континентальных образований [2].
Наличие в разрезе фосфоритов и карбонатных стяжений указывает на существование в то время эпиконтинентальных морских условий в северо-восточной части литосферной плиты и наличие зоны апвеллинга. Здесь следует оговориться, что фосфоритообразование в этих зонах характерно только для тропических областей океана, тогда как Восточно-Европейская платформа только к позднему рифею и венду сместилась в более низкие широты из приполярных областей [11]. Факт обнаружения незначительных концентраций фосфоритов только в верхах разреза свидетельствует о начальном этапе их образования и нахождения континентальной плиты в умеренной климатической зоне. Это же касается и карбонатных стяжений, которые способны формироваться за счет выпаривания солей карбоната на мелководье и в умеренных, субтропических или аридных климатических условиях. Практически полное отсутствие наложенных процессов магматизма, метаморфизма и складчатости свидетельствует об отсутствии в этой части ВЕП каких-либо признаков активной окраины континента как на стадии эволюции окраино-континентального бассейна, так и в последующие эпохи.
Около 620-540 млн лет назад произошло сочленение северной и северо-восточной оконечности ВЕП с Баренцево-Печорской плитой (БПП), которая впоследствии была разделена на Свальбардскую, Северокарскую и Печорскую [1]. При этом к северо-западу от нее еще существовал океан Япетус, сформированный после распада суперконтинента Мезогея [3]. Процесс приращения ВЕП протекал без интенсивной складчатости и магматизма, что указывает на касательное сдвиговое причленение или единой литосферной плиты, или серии эшелонированных островных дуг докембрийского возраста. На это указывает и неоднородный характер строения ее фундамента, выраженного в сопряжении участков коры континентального (гранитного) и субокеанического типов (рис. 1).
Процесс сочленения двух плит привел к надвиганию шельфовых и континентально-склоновых образований среднего и позднего рифея и венда на окраину ВЕП и формированию в районе полуостровов Средний и Рыбачий крупных правосторонних сдвиговых и взбросо-надвиговых структур. А.П. Симонов с соавторами отмечает, что процессы формирования Тимано-Варангерской шовной зоны сопряжены с резким уменьшением мощности разреза в северо-западном (Кольско-Канинском) сегменте, тогда как в юго-восточном (Тиманском) наблюдается многократное его увеличение [8]. К этому следует добавить, что в разрезе отсутствуют образования раннего рифея и, лишь в самой юго-восточной части Тимано-Варангерской шовной зоны присутствуют осадки данного возраста [1].
Описанные факты можно связать с правосторонне-сдвиговым сочленением двух литосферных плит, при котором разделяющий их океанический бассейн был закрыт без субдукционного поглощения на большей части. При этом наиболее молодые фрагменты разреза шельфовых и континентально-склоновых образований Восточно-Европейской платформы были взброшены на край плиты, а частью срезаны, перемещены и сгружены в юго-восточном направлении. Более древние, раннерифейские комплексы, слагавшие нижние уровни склона и подножья континента, скорее всего, были захоронены в нижней части сформированной шовной зоны. Эти процессы привели к увеличению степени складчатости и метаморфизма, вплоть до зеленосланцевой фации в пределах Канинской и Тиманской части разреза, а также к проявлению контрастного магматизма от гранитоидного и гранодиоритового до габбро-диабазового. Еще южнее (в Предуралье) эта зона переходит в конвергентную структуру, о чем свидетельствует вскрытый бурением комплекс магматических пород островодужного типа [1].
Таким образом, в пределах западной части арктического шельфа России можно выделить четыре возрастных интервала нефтегенерирующих процессов, которые закономерно распределены в пространстве и отражают специфику развития континентальной коры и океанических бассейнов. Как уже отмечалось, к наиболее ранним потенциально нефтегазоносным образованиям следует относить структурно-вещественные комплексы рифея, которые развиты в зоне сочленения Русской, Тимано-Печорской и Баренцевоморской литосферными плитами.
Позже возникли потенциально нефтегазоносные площади, которые связаны с закрытием океана Япетус в раннем ордовике - позднем девоне (505-362 млн лет) и локализованные в западной части Баренцевоморской плиты, а также к северу от каледонид Балтийского щита. Еще позже, в результате закрытия Палеоуральского океана в раннепермское - раннетриасовое время (290-241 млн лет), были сформированы нефтегазоносные области к западу и востоку от Уральской складчатой системы по линии Полярный Урал - Пай-Хой - Новая Земля - п-ов Таймыр.
Четвертый и завершающий этап формирования нефтегазового потенциала региона связан с зоной накопления углеводородов (УВ) биогенного и абиогенного (газогидратного) типов в основании материкового склона на пассивной окраине континента в кайнозое (55-0 млн лет). Все перечисленные этапы генерации и накопления УВ в осадочном чехле континентальной коры европейской части арктического шельфа России привели к возникновению ряда крупных, закономерно расположенных в пространстве нефтегазоносных областей с гигантским совокупным потенциалом.
Описываемая вслед за А.Н. Дмитриевским и М.Д. Белониным [12] территория была разделена нами на ряд закономерно расположенных в пространстве нефтегазоносных бассейнов и провинций (рис. 5). При этом пространственно-временные закономерности размещения типов УВ, а также геолого-геодинамический анализ корообразующих и преобразующих процессов показал, что бассейны Северного, Норвежского и Западно-Баренцевского морей резко отличны от Баренцево-Северо-Карской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской провинций и, скорее всего, могут быть разделены на два крупных генетических типа (рис. 1). К первому типу можно отнести те, которые в процессе эволюции нефтегазоносных бассейнов претерпели один (каледонский) или два (каледонский и герцинский) этапа тектоно-магматической активизации, а ко второму только один -герцинский. Кроме этого, в пределах южной части Баренцево-Северо-Карской и Тимано-Печорской провинций, на границе с архейскими комплексами Балтийского щита, выделяется самостоятельная зона потенциального нефтегазонакопления рифейского возраста, что подчеркивает их уникальность и возможность существенного приращения УВ потенциала региона. Эта область примечательна тем, что процессы генерации углеводородного сырья в ней протекали на протяжении продолжительного времени, а общий потенциал был сформирован в результате проявления трех тектоно-термальных эпох: байкальской, каледонской и герцинской.
Северная граница выделяемых нефтегазовых бассейнов и провинций, сопряженных с зоной сочленения континентального склона с океанической литосферой Атлантического и Северного Ледовитого океанов, может быть проведена по материковому подножью, что, возможно, существенно изменит в будущем их совокупный нефтегазовый потенциал. Здесь же следует отметить, что наименее изученным ввиду сложных климатических условий является Северо-Карский бассейн, который, по-видимому, следует считать естественным продолжением Свальбардской плиты и отделенной от Южно-Карского фрагмента Западно-Сибирской нефтегазовой провинции трансформным разломом.
Рис. 1. Нефтегазоносные бассейны и провинции запада Российской Арктики по А.Н. Дмитриевскому и М.Д. Белонину [12] с изменениями. 1 - контур береговой линии; 2 - государственная граница и граница ответственности арктического сектора России; 3 - срединная линия между территориями России и Норвегии; границы нефтегазоносных бассейнов, областей и провинций
Наряду с уже выявленными и частично разведанными крупными и уникальными месторождениями нефти и газа в пределах Баренцево-Северо-Карской, Тимано-Печорской и ЗападноСибирской провинций можно выделить, по крайней мере, три потенциально богатые углеводородным сырьем и недостаточно исследованные области, которые при обнаружении в них промышленно значимых скоплений могут существенно прирастить нефтегазовый потенциал всего региона.
Первая из них находится на северной оконечности Мурманской области в пределах п-ова Рыбачий и в непосредственной близости от областного центра. Она приурочена к осадочным образованиям рифейского возраста, относящимся к пассивной окраине континента того времени. Близость к инфраструктуре крупного промышленного центра Мурманской области может существенно снизить затраты на проведение детальных поисков и бурения скважин в пределах этого участка.
Второй перспективной площадью может являться территория архипелага Земля Франца-Иосифа, которая характеризуется глубоким (5-6 км) залеганием богатых нефтематеринских слоев осадочного чехла Баренцевоморского шельфа позднедевон-раннепермского возраста. Несмотря на удаленность от континентального побережья, их вскрытие не сопряжено с глубоководным бурением, осуществляемым со специализированных платформ, что также может быть целесообразным в сложившихся экономических условиях.
Третья перспективная в плане обнаружения крупных и, возможно, уникальных месторождений нефти и газа область - это Северо-Карский шельф. Проведенный геодинамический анализ показал, что данная территория может по запасам оказаться сопоставимой с Южно-Карским и Ямальским сегментом Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Однако этот регион не только существенно удален от промышленно развитых центров Севера России, но и характеризуется очень сложными ледовыми условиями. По-видимому, время его освоения отодвинется на достаточно длительный срок до тех пор, пока не будут внедрены технологии подводного бурения и эксплуатации месторождений нефти и газа непосредственно на морском дне. Наряду с вопросами экономической
целесообразности поиска и добычи УВ сырья в пределах европейской части Арктического шельфа России присутствует и политический аспект, возникающий в результате посягательств ряда государств на потенциально богатые юридически спорные пограничные территории. В связи с этим вопросы обнаружения месторождений УВ в западной и северной части Российской Арктики, к которым относятся территории Кольского региона, архипелага Земля Франца-Иосифа и их прибрежных зон становятся наиболее актуальными в сложившихся условиях.
Поскольку в пределах Кольского региона авторы настоящей работы проводили более детальные исследования, данные о ее потенциальной нефтегазоносности приводятся более подробно. В этом регионе могут быть выделены две структурно-формационные зоны: кильдинская и рыбачинская.
Кильдинская структурно-формационная зона включает территорию п-ва Средний и мыса Мотка (п-ов Рыбачий). Здесь распространены отложения кильдинской и волоковой серий, которые формировались в условиях перикратонного опускания северо-восточного края ВосточноЕвропейской платформы в позднепротерозойское время (рис. 2).
Кильдинская серия имеет достаточно надежно доказанный позднерифейский возраст. Цифры 1059-762 млн лет получены калий-аргоновым методом по глаукониту из песчаников, залегающих в нижней части серии [13]. Кроме того, по комплексу микрофоссилий Н.С. Михайлова определяет также позднерифейский возраст для отложений кильдинской серии [14]. По комплексу микрофоссилий, акритарх и цианобактерий, собранных из пород кильдинской серии, И. Самюельсон ^атие^оп) определяет возраст кильдинской серии как позднерифейский [15].
Менее определен возраст волоковой серии. Исходя из ее залегания непосредственно выше кильдинской серии и по аналогии с опорными разрезами верхнего докембрия смежных районов Б.М. Келлер с Б.С. Соколовым [16] и Ю.Р. Беккер [17] предполагают ее вендский возраст. Правомерность такого предположения подтверждается размывом и крупным несогласием на границе волоковой и кильдинской серий. В.В. Любцов и др. показали, что для волоковой серии, так же как и кильдинской, характерен комплекс микрофоссилий позднерифейского возраста [14]. Радиометрические данные свидетельствуют о возможном вендском возрасте пород волоковой серии. И.М. Горохов и др. по рубидий-стронцевым соотношениям определяют цифру 620 млн лет для пелитов из верхней части разреза серии, которая отвечает времени их раннего диагенеза пород [18]. Таким образом, возраст волоковой серии следует принять как позднерифейско-вендский. Степень преобразования отложений кильдинской и волоковой серий соответствует стадии глубинного катагенеза, о чем свидетельствуют развитие регенерационного кварцевого цемента, а также инкорпорационных и микростилолитовых структур.
Отложения кильдинской и волоковой серий простираются в близширотном направлении и залегают субгоризонтально. Углы наклона пород не превышают 10-15°. Наблюдается несколько разломов близмеридионального простирания, имеющих характер левых сдвигов с амплитудой перемещения, не превышающей первые сотни метров. Магматические проявления в пределах кильдинской структурно-формационной зоны в целом не характерны. Лишь отдельные дайки долеритов, прорывающие породы кильдинской и волоковой серий, были описаны А.А. Полкановым [19], Ю.Р. Беккером и др. [13], В.В. Любцовым и др. [14]. Формирование субвулканических тел основного состава (так же как и на п-ове Рыбачьем) следует связывать с байкальским орогенезом, что подтверждается их вендским (584 млн лет) возрастом, определенным К-Аг методом [17].
Стратиграфическое положение осадочных пород рыбачинской структурно-формационной зоны, включающей территорию п-ва Рыбачий, является дискуссионным. Они, так же как и отложения волоковой серии верхнего рифея-венда(?), контактируют непосредственно с породами кильдинской серии верхнего рифея, причем зона контакта прослеживается на мысе Мотка п-ова Рыбачий на протяжении нескольких километров (рис. 2). Одни исследователи считают ее тектонической и рассматривают как зону надвига, который является юго-восточным продолжением надвиговой зоны Тролльфиорд-Комагельва п-ова Варангер в Норвегии. Другие усматривают в ней стратиграфическое взаимоотношение кильдинской серии с отложениями п-ова Рыбачий и считают, что происходит наращивание разреза отложений кильдинской серии породами рыбачинской ассоциации.
Рис. 2. Геологическая карта полуостровов Средний и Рыбачий: 1 - дайки долеритов; 2-8 - верхний рифей (венд?): 2, 3 - волоковая серия: 2 - пуманская свита - переслаивание желтовато-серых аркозовых псаммитов, алевролитов и темноцветных пелитов; 3 - куяканская свита - желтовато-серые полимиктовые конглобрекчии с обломками фосфоритов, аркозовые гравелиты и псаммиты с маломощными прослоями темноцветных алевролитов и пелитов; 4-8 - кильдинская серия: 4 -каруярвинская свита - переслаивание пестроцветноокрашенных аркозовых и олигомиктовых псаммитов, алевролитов и доломитов; 5 - землепахтинская свита - желтовато-серые аркозовые псаммиты с маломощными прослоями алевролитов и пелитов с линзами фосфоритсодержащих пород; 6 -поропелонская свита - переслаивание серо-зеленых аркозовых псаммитов и темноцветных алевролитов; 7 - палвинская свита - переслаивание разноцветных кварцевых, олигомиктовых и аркозовых псаммитов, алевролитов, пелитов и доломитов; 8 - пяряярвинская свита - переслаивание серо-зеленых и кварцевых, олигомиктовых и аркозовых псаммитов, темноцветных алевролитов и пелитов; 9-14 - средний рифей: 9-
11 - баргоутная серия: 9 - цыпнаволокская (R2ts) и скарбеевская (R2sk) свиты - переслаивание аргиллитов и алевролитов с линзами карбонатных пород; 10 - зубовская свита - переслаивание сероцветных полимиктовых псаммитов, алевролитов, пелитов; 11 - майская свита - переслаивание сероцветных кварцевых и полимиктовых конгломератов с полимиктовыми псамитами; 12-14 - эйновская серия: 12 -перевальная свита - толща сероцветных полимиктовых псаммитов и гравелитов с редкими прослоями полимиктовых конгломератов, алевролитов и пелитов; 13 - лонская свита - переслаивание сероцветных полимиктовых конгломератов, гравелитов, псаммитов с редкими прослоями алевролитов и пелитов; 14 -мотовская свита - сероцветные полимиктовые конглобрекчии и гравелиты с прослоями полимиктовых псаммитов с редкими прослоями и линзами алевролитов и пелитов; 15 - нерасчлененный комплекс тоналит-гранодиоритов неоархея; 16 - тектонические нарушения: а, б, в - разрывные нарушения первого ранга: а - надвиги и всбросо-сдвиги, б - сдвиги, в - разломы с неясной кинематикой; г - разрывные нарушения второго ранга; д - разломы третьего ранга
В зависимости от принятия той или иной точки зрения, возраст комплекса п-ова Рыбачий определяется либо как среднерифейско-позднерифейский(?) [4, 17, 20, 21], либо как позднерифейско-вендский [22-24].
Следует отметить, что в настоящее время большинство исследователей, исходя из надвигового характера границы, предполагают среднерифейско-позднерифейский(?) возраст осадочных пород рыбачинской структурно-формационной зоны. Данное предположение подтверждается и тем, что сланцы скарбеевской и цыпнаволокской свит, венчающих разрез п-ова Рыбачий, по литологогеохимическим данным хорошо коррелируются с породами формации Конгсфиорд [25], залегающих в основании всего спарагмитового комплекса Северной Норвегии. Среднерифейский возраст для последних считается наиболее вероятным [26]. Степень преобразования осадочных пород п-ва Рыбачий соответствует стадии метагенеза - начального метаморфизма, о чем свидетельствует локальное развитие метамофических минералов: серицита, хлорита и эпидота.
Отложения п-ова Рыбачий простираются в северо-западном направлении (290-310°) и падают на северо-восток под углами 15-35°. Толщи слабо дислоцированы в складки шириной от 400 до 700 м. В замках антиклиналей наблюдаются следы перемещения одних слоев относительно других и растяжение слоев, приводящее к образованию многочисленных трещин излома. Последние иногда выполнены жилками белого кварца. Отчетливо наблюдается асимметрия складок с наклоном осевых плоскостей к юго-западу. Следует особо отметить описанные Т.П. Вронко явления мелких надвигов по северному берегу губы Эйна, в южной части п-ова Рыбачий [22]. Однако помимо малоамплитудных, имеются и более крупные надвиги (рис. 2). Так, в северо-западной части полуострова наблюдается аллохтонное налегание сланцев скарбеевской свиты на отложения лонской и перевальной свит. Амплитуда перемещения по надвигу, по-видимому, достигает нескольких километров. Черносланцевый комплекс скарбеевской свиты испытал несколько этапов деформации, о чем может свидетельствовать существование складок разной ориентировки и масштаба. Залегание пород п-ва Рыбачий также осложняется системой левосторонних сдвигов, амплитуда смещения по которым может достигать от сотни метров до первых километров.
Детальные геолого-геофизические исследования
описываемого региона, разномасштабное дешифрирование аэро-, космоснимков и детальных карт поверхности дна прилегающей к полуострову акватории Баренцева моря позволили построить схему блокового строения северо-восточной оконечности Балтийского щита (рис. 3). Анализ полученных данных показывает закономерное пространственное соподчинение структур проседания в пределах развития грабена Варангер к северу от Кольского п-ова и развитие структурных элементов клавишного типа на п-ове Рыбачий. Очевидно, что центральная часть п-ова Рыбачий является структурой проседания, ограниченной крупноамплитудными сдвигами трансформного типа. Г оризонтальные амплитуды смещения по ним достигают 100-150 м, а вертикальная составляющая около 60 м. К северу степень проседания центральной зоны полуострова увеличивается.
Магматические проявления на п-ове Рыбачий достаточно редки. Наиболее распространены дайки долеритов северо-восточного простирания в северо-западной части полуострова (рис. 2). Они обычно прослеживаются на 100-150 м при мощности 3-5 м. Возраст проявления магматизма и деформаций пород п-ва Рыбачий следует связывать с байкальским и каледонским орогенезом, что подтверждается и
палеомагнитными данными [27].
На основе цифровой модели
наблюденного аномального магнитного поля
Рис. 3. Кинематическая схема блокового строения прибрежной зоны северо-восточной оконечности Балтийского щита. 1 - нерасчлененный комплекс тоналит-трондьемитов неоархея; 2 - отложения среднего рифея; 3 - отложения верхнего рифея и, возможно, венда; 4 - структуры проседания фундамента Балтийского щита в зоне развития Норвежско-Мезенского рифта; 5 - границы блоков; 6 - разрывные нарушения; 7 - всбросы, всбросо-надвиги и надвиги; 8 - направления смещения блоков коры
были выполнены некоторые его линейные преобразования (типа полосовых фильтраций) и вычислены остаточные аномалии поля. Материалы такого представления поля легли в основу тектонической схемы полуостровов Средний и Рыбачий (рис. 4). По данным качественной и количественной интерпретации установлено блоковое строение фундамента и предпринято определение глубины его залегания; уточнено поведение границ в осадочном чехле и выделены объекты, перспективные на поиски локальных структур, связанных с нефтегазоносностью региона.
Рис. 4. Характеристики локального магнитного поля региона. 1 - положительные изометричные аномалии; 2 - положительные неизометричные аномалии;3 - область спокойного пониженного поля
Анализ керна параметрических скважин Пограничная-1 и Рыбачинская (рис. 10), пробуренных до глубин 5202 и 3001 метров соответственно, показал, что вариации измеренных значений плотности и намагниченности рифейских и архейских пород по стволу скважины и их гомологов на поверхности соответствуют друг другу (табл. 1).
Таблица 1
Средние значения плотности и магнитности пород по скважине Пограничная-1
Возраст Название свит, тип пород Интервалы опробования, (м) о, (г/см3) х-10-3 , (СИ) 1п, (А/м)
Верхний рифей Землепахтинская 135-142 2.55 0.15 -
Палвинская 609-783 2.68 0.39 -
Пяряяврвинская 931-1090 2.70 0.36 -
Архей, протерозой Плагиограниты 1092-1720 2,69 9.81 0.22
Долериты 1720-1760 2.94 11.8 1.9
Плагиосланцы 1760-2090 2.67 1.5 0.01
Плагиогнейсы 2090-2300 2.68 3.0 0.4
Биотит-амфиболовые гнейсы 2300-4375 2.77 3.96 0.91
Амфиболизированные долериты 4375-4380 3.16 31.0 7.30
Из данных таблицы 1 можно сделать три принципиальных вывода, важные для анализа магнитных аномалий по территории полуостровов Средний и Рыбачий. Первый заключается в том, что породы верхнего рифея, представленные в зоне Тана-Кильдин на п-ове Средний, залегают непосредственно на архейском фундаменте. Второй указывает на то, что в архейской части разреза скважины Пограничная-1 преобладают породы с заметными значениями магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности. То есть вариации в глубинном положении кристаллического фундамента должны отражаться в наблюденном магнитном поле. Третий вытекает из наличия в архейской части разреза пластовых тел основного состава, представленных мелкозернистыми долеритами, которые обладают высокой плотностью, высокой магнитной восприимчивостью и весьма высокой остаточной намагниченностью. Поскольку эти долериты обладают магнитными характеристиками существенно более высокими, чем вмещающие плагиограниты и плагиогнейсы архея, то вполне возможно, что они могут являться источниками выраженных локальных аномалий магнитного поля в этом регионе.
На основе петрофизических данных о магнитной восприимчивости рифейских пород (табл. 1) можно сделать вывод, что источниками аномального поля на изучаемой территории являются преимущественно породы архейского фундамента. Качественный анализ и оценка глубинного положения источников региональной компоненты магнитного поля позволяет указать, что верхняя граница намагниченного комплекса фундамента погружается в северо-восточном направлении до глубины 5-6 км на северном побережье п-ова Рыбачий. Таким образом, материалы анализа аномального магнитного поля региона показывают принципиальные отличия в структуре кристаллического фундамента полуостровов Средний и Рыбачий. Роль рифейского осадочного чехла в формировании аномального магнитного поля (его локальных аномалий), вероятно, весьма не значительна.
С целью обнаружения приповерхностных ореолов эманации метана и пропана в приземном слое воздуха была проведена аэрогазовая съемка. Результаты работ в целом не дали однозначного ответа о возможном наличии значимых скоплений углеводорода, однако, вместе с аэромагнитными данными и анализом данных дистанционных зондирований позволили наметить участки для последующих детализационных геофизических работ. Анализ данных газовой съемки для выделения преобладающих элементов аномального характера был проведен по карте распределения относительных концентраций метана (рис. 5). Как эта карта, так и карта распределения пропана имеют много совпадающих особенностей, но распределение метана более локализовано в пространстве, что делает эту характеристику более удобной для последующего геолого-тектонического анализа.
Важным результатом проведенных съемок явилось то, что в пределах п-ова Средний практически отсутствуют значимые аномалии легких углеводородов. Отдельные повышения концентрации не образуют закономерного характера и являются, скорее всего, просто случайными ошибками наблюдений или результатом недоучета каких-либо методических особенностей съемки.
Установлено закономерное возрастание содержаний легких углеводородов в областях распространения рифейских пород на западе и востоке п-ова Рыбачий. Здесь региональные изометричные максимумы повышенного содержания метана и пропана, вероятно, связаны с широким развитием углеродсодержащих пород, порождающих их обогащение производными углеводородами. Эти области достаточно однородны в плане, особенно по содержанию пропана, и полностью повторяют главные черты геологического строения п-ова Рыбачий. Следует также отметить, что обе указанные изометричные аномальные области повышенных содержаний легких углеводородов пространственно приурочены к областям относительно понижения рельефа в береговой зоне запада и востока п-ова Рыбачий. Здесь наблюдаются пологие области пенеплена, выделяемые отметками в 25100 м, на общем фоне отметок высот в диапазоне 150-350 м. В совокупности эти две региональные газовые аномалии показывают относительно повышенное содержание легких углеводородов в материнских породах, обладающих относительно высокой проницаемостью и пониженной устойчивостью к процессам денудации.
Обращает на себя внимание линейная аномальная зона, вытянутая в субмеридиональном направлении от южного до северного побережья п-ова Рыбачий в его центральной части. Такая зона просматривается как в аномалиях по метану (рис. 5), так и по пропану, где она занимает несколько более широкое пространственное положение. Выдержанная ориентированность этой зоны и ее пространственная приуроченность к локальной области понижения высотных отметок (долина, рассекающая возвышенности к западу и востоку от нее) позволяет предполагать связь этой зоны с тектоникой рифейского осадочного чехла. Однозначно можно говорить об отсутствии связи с
составом пород, поскольку в этой области представлены достаточно однородные геологические комплексы, с преимущественной запад-северо-западной ориентировкой.
Рис. 5. Карта результатов газовой съемки (метан)
К востоку от описанной выше линейной аномалии располагается почти изометричная локальная аномалия повышения концентрации метана. Она в основной своей части приурочена к относительной депрессии рельефа в прибрежной области юга п-ова Рыбачий и соответствует типичным породам этой серии. Наблюдается также локальная зона незначительных по амплитуде аномалий по метану (рис. 5) и пропану, пространственно совпадающая с субширотной зоной тектонического контакта пород полуостровов Средний и Рыбачий. Эта небольшая по размерам зона, вероятно, является областью вывода на поверхность летучих легких углеводородов, которые присутствуют в рифейских породах осадочного чехла. Именно в этой зоне были пробурены две поисковые скважины Р-2 (800 м) и К-1 (1 тыс. м), которые вскрыли на глубине 790 м тектонические брекчии с устойчивым долговременным притоком газа.
Основываясь на данных анализа аномального распределения легких углеводородов по изучаемому региону, можно сделать основной вывод о принципиально отличном характере насыщения приповерхностного слоя осадочного чехла метаном и пропаном. В обобщенном виде на рисунке 6 показаны особенности аномального поведения легких углеводородов, соотнесенные с геоморфологической характеристикой района исследований. На территории п-ова Рыбачий и на перешейке между ним и п-овом Средний имеются аномальные зоны концентрации легких углеводородов, в то время как на самом п-ове Средний таких зон нет.
Принимая во внимание то, что что гляциотектонический фактор действовал на обе эти территории одинаково в силу их близости и масштабов процессов гляциоизостазии, можно с достаточной долей уверенности предполагать отсутствие накоплений углеводородов на п-ове Средний, тогда как на п-ове Рыбачий возможно существование областей с потенциальной концентрацией углеводородов, находящихся в рифейском осадочном чехле. Разумеется, материалы газовой съемки не дают прямого указания на пространственное и глубинное положение потенциально нефтегазоносных залежей, но, скорее всего, по аналогии с известными
месторождениями, на которых регистрируются аномалии легких углеводородов, перспективные участки располагаются вблизи аномальных зон. В нашем случае это может быть аномальная зона субмеридионального простирания, рассекающая достаточно однородную толщу осадочных пород в средней части п-ова Рыбачий. Заметим, что этот центральный блок не осложнен значимыми магнитными аномалиями (рис. 4), т.е. является некой самостоятельной тектонической единицей.
■*4. 1 ^ 2
Рис. 6. Карта рельефа полуостровов Средний и Рыбачий с результатами интерпретации данных газовой съемки по метану и пропану. Условные обозначения: 1 - изометричные области аномальных содержаний; 2 - линейные зоны с аномальными содержаниями
В качестве дополнительной характеристики породных комплексов региона можно рассмотреть также величину суммарной интенсивности аномалий гамма-фона, зарегистрированных по данным аэросъемки [28]. Разумеется, на интенсивность этих аномалий влияют многочисленные факторы, главными среди которых являются состав пород, насыщенность радиогенными элементами, наличие покрывающих образований и их обводненность. Проведенные наблюдения, которые выполнялись современной высокочувствительной аппаратурой по всей территории полуостровов Средний и Рыбачий, в целом не дали однозначного ответа о возможном наличии скоплений углеводородов, однако вместе с аэромагнитными данными позволили наметить участки для последующих детальных геофизических работ.
С целью выделения преобладающих возможных аномалий гамма-фона анализ данных гамма-спектрометрической съемки был проведен по карте распределения общей интенсивности излучения. Карта этого параметра, показанная на рисунке 7 в виде отдельных аномальных областей, хорошо локализована в пространстве, что делает характеристику суммарной интенсивности излучения более удобной для последующего геолого-тектонического анализа.
Крайне важным результатом проведенных съемок явилось то, что в пределах центральной части п-ова Рыбачий практически отсутствуют значимые спектрометрические аномалии гамма-излучения. Отдельные повышения концентрации радиогенных элементов не образуют закономерного характера и являются, скорее всего, просто случайными ошибками наблюдений или технологическими особенностями методики съемки. В западном и восточном обрамлении п-ова Рыбачий отмечаются относительно протяженные аномалии гамма-фона, приуроченные к породам верхнего рифея (кильдинская серия). Эти аномалии свидетельствуют о возможном обогащении пород
радиогенными элементами, что характерно для большинства углеродсодержащих пород. На п-ове Средний отмечается закономерное возрастание интенсивности и количества изометричных аномалий суммарного гамма-фона, что свидетельствует об ином составе пород и частично о тектонической обособленности территории полуострова. Выявленные различия в характере гамма-фона изучаемых территорий полуостровов Средний и Рыбачий позволяют предположить различия в специфике взаимосвязи геохимических и геологических процессов на стадии формирования рифейских осадочных отложений в пределах этих единиц.
Рис. 7. Карта мощности экспозиционной дозы гамма-излучения
В целом результаты проведенных комплексных аэрогеофизических исследований и новая геологическая интерпретация этих данных, опирающаяся на материалы петрофизических исследований керна скважин Пограничная-1 и Рыбачинская, а также данных ГИС по ним, обеспечила возможность выявления главных структурных и тектонических особенностей строения рифейского осадочного чехла и архейского кристаллического фундамента в районе исследований (рис. 8, 10). Полученные содержательные физические оценки положения фундамента и выявленная приуроченность магнитных аномалий к пластовым телам основного состава позволили сформулировать ряд принципиальных выводов о строении верхней части земной коры нашего региона исследований.
Анализ комплексных геофизических и петрофизических данных по региону работ показывает существенные отличия в природе, строении и тектонике геологических образований полуостровов Средний и Рыбачий. В геофизических полях эти два объекта представляются принципиально различными блоками, вероятно, с различным типом осадочного чехла и кристаллического фундамента, причем фундамент в пределах п-ова Средний по петрофизическим параметрам и характеру аномальных полей можно считать прямым продолжением типичных кристаллических пород Мурманского блока. Максимально возможная мощность осадочного рифейского чехла в пределах п-ова Средний не должна превышать 1-2 км, что следует из петрофизических свойств пород фундамента и собственно чехла, а также из оценок поперечных размеров локальных аномалий гравитационного и магнитного полей в данном регионе.
1 2 3 4
Рис. 8. Основные тектонические элементы района полуостровов Средий и Рыбачий (цифрами показана оценка мощности рифейского чехла). Условные обозначения: 1 - главные тектонические границы; 2 - направление горизонтального сдвига; 3 - второстепенные элементы тектоники;
4 - проекция сдвиго-надвиговой зоны на дневную поверхность
В пределах п-ова Рыбачий по данным комплексной аэросъемки (магнитное поле, аномалии содержаний легких углеводородов в приземном слое, гамма-спектрометрии) намечается существование трех различных блоков, отличающихся характером тектонического рисунка, выраженного в аномальных полях (рис. 10). Фундамент территории п-ова Рыбачий представляется иным, нежели примыкающий с юга архейский Мурманский блок. Ориентировка региональных аномалий в пределах п-ова Рыбачий не совпадает с ориентировкой локальных геофизических аномалий, что указывает на значительную роль более поздних тектонических процессов в формировании этой крупной структурной единицы. В развитии территории присутствуют элементы сдвиговой тектоники. Характер сочленения полуостровов Рыбачий и Средний представляется как сдвиг с надвиговой компонентой перемещений. Оценка мощности осадочного чехла дается в пределах первых километров (3-6 км), что согласуется с результатами сейсмических работ МОГТ.
Комплексный анализ геолого-геофизических данных с использованием программного модуля ArcGIS Spatial Analyst в пределах северной оконечности Кольского п-ова на территории п-ова Рыбачий позволяет выделить перспективную на поиски месторождений углеводородов площадь (рис. 9), уточняя ранее сделанные нами выводы [29]. Процедура моделирования сводилась к задаче классификации в некотором весовом пространстве определенных признаков, главными из которых являются: аномалии и зоны градиентов гравитационного поля; аномалии регионального и локального магнитного полей; аномалии газовой съемки по метану и пропану; аномалии суммарной интенсивности гамма-фона; поверхностное геологическое строение территории; тектоника изучаемой территории; структурные особенности изучаемой территории; суммарная мощность рифейского осадочного чехла.
Принципиально важным моментом в таком моделировании является выбор системы нормированных весовых функций, которые обеспечивают оптимальность классификации территории по некоторому априорному правилу для набора признаков.
В результате проведенных исследований достаточно уверенно просматривается сопряжение выделенной площади с развитым в центральной части п-ова Рыбачий срединного поперечного грабена, который был сформирован на стадии активного развития Норвежско-Мезенской системы
рифтов в прибрежной акватории Баренцева моря (рис. 3). Этот грабен по значениям комплексного параметра в целом характеризуется как область благоприятного сочетания признаков для поисков залежей углеводородов. В процессе моделирования рассматривалась также и степень изменения комплексного признака при вариациях нормированных весовых функций в некоторых разумных пределах. При этом исследовались наиболее устойчивые черты пространственного поведения комплексного признака и было просчитано более 50 моделей его распределения.
Исследования показали и то, что одну из основных ролей в формировании современного геологического облика территории играли тектонические процессы, обеспечившие сложное сочетание сдвиговой и частично надвиговой тектоники при совмещении комплексов пород полуостровов Средний и Рыбачий. Анализ региональных сейсмических материалов МОВ-ОТГ позволяет предполагать, что в пределах участков (прямоугольная и окружная площади) суммарная мощность рифейского осадочного чехла составляет 4.0-6.0 км, причем в нижних его горизонтах возможно обнаружение кильдинского комплекса (рис. 8, 9). Породы этого комплекса по своим геохимическим и петрофизическим характеристикам благоприятны для накопления крупных залежей углеводородов.
С 2003 по 2010 годы в пределах центральной и западной частей п-ова Рыбачий и на п-ове Средний велись интенсивные исследования на предмет поиска в рифейских отложениях промышленных скоплений углеводородного сырья. Эти работы проводились и проводятся ООО “Арктические технологии” в рамках лицензионного соглашения № 1145 от 05 марта 2003 года “Геологическое изучение Рыбачинского участка недр с целью поиска и оценки УВ сырья”. В результате было выявлено более сложное, нежели предполагалось ранее, строение земной коры данного региона. Это привело к увеличению временного интервала, отпущенного лицензионным соглашением на выявление зон потенциальной концентрации УВ сырья и к сокращению времени необходимо-достаточного параметрического и поискового бурения глубоких скважин.
32°0' 32°30' 33°0'
Рис. 9. Пример вычисления комплексного признака с равновесной весовой функцией для полуостровов Средний и Рыбачий (Кольский полуостров). Чем выше значение комплексного признака, тем выше потенциал территории. Прямоугольный полигон расположен в области максимального проявления комплексного признака. Кружком отмечена перспективная территория по данным газовой съемки по метану и пропану и на основе структурного анализа
По совокупности всех геолого-геофизических данных, в пределах полуостровов Средний и Рыбачий в настоящее время можно выделить три отличные друг от друга структурно-фациальные зоны (рис. 10):
1) Северная или Скорбеевская, представлена сложноскладчатыми прорванными дайками диабазов и многочисленными кварцевыми и карбонатными жилами, сланцами скорбеевской свиты, развитыми на северо-западе Рыбачьего и предположительно одновозрастными им сланцами цыпнаволокской свиты, составляющими северо-западное окончание п-ова Рыбачий;
2) Центральная или собственно Рыбачинская, представленная смятыми в ассиметричные слабоопрокинутыми к югу пологими складками и нарушенными разновременными разрывами, частью прокварцованными, отложениями одноименного комплекса в составе эйновской и баргоутной серий, занимающих центральную и южную части полуострова;
3) Южная фиксируется пологодислоцированными прорванными дайками диабазов, отложениями кильдинской серии, развитыми на п-ове Средний, м. Мотка п-ова Рыбачий и волоковой серии, приуроченной к северо-западной части п-ова Средний. Их линиаментный узор существенно различен: разная ориентировка разрывных деформаций: пологая северо-западная (280-290°) для скорбеевского, северо-западная (330-335°) и субмеридиональная (СЗ-350°, СВ-10°) для Рыбачинского и нечетко выраженная перекрестная северо-западная и субмеридиональная для Среднего.
Анализ приведенных выше данных показывает, что бурение первой (Пограничная-1, глубиной 5202м) и второй (Рыбачинская, глубиной 3001м) параметрических скважин силами ООО “Арктические технологии”, вскрывают разрезы только двух из трех структурно-фациальных зон лицензионной площади и не дают полного представления о перспективах остальной территории на поиски УВ сырья. Мало того, они были пробурены в пограничной зоне и, к сожалению, не подсекли продуктивные горизонты (рис. 10). Здесь следует отметить, что в 2009 и 2010 гг. на перешейке полуостровов Средний и Рыбачий были пробурены две поисковые скважины: Р-2 - 800 м и К-1 - 1 тыс. м (рис. 10). На глубинах 790 и 800 метров обе скважины вошли в брекчии с устойчивым притоком газа. Геохимический анализ проб в СКВ. Р-2 показал, что состав газа многокомпонентен и имеет явный метановый тренд (табл. 2).
Таблица 2
Средние значения компонентного состава по 5-ти пробам, скважина Р-2
Компоненты Среднее значение, масс % Среднее значение, объем %
Водород 0.001 0.0094
Углекислый газ 0.21 0.082
Азот 7.5б8 4.702
Гелий 0.074 0.324б
Метан 82.94 89.942
Этан 7.99 4.б22
Пропан 0.25б 0.1
И-бутан 0.042 0.015
Н-бутан 0.13б 0.04
И-пентан 0.152 0.038
Н-пентан 0.128 0.032
Г ексаны 0.20б 0.048
Г ептаны 0.21 0.03б
Октаны 0.05 0.01
Одна из проб газа, отобранная в скважине Р-2, исследовалась в ЦИИ ВСЕГЕИ для выяснения его происхождения с помощью данных об изотопном составе углерода. Проба была отобрана в полиэтиленовую бутыль. По представленным ООО “Арктические технологии” данным газ состоял из метана (89.4-90.2%) - по объему, азота (4.5—5.1%), этана (4.3-5.0%), гелия (0.32-0.33%) и углекислого газа (0.04—0.06%). При этом был выполнен изотопный анализ углерода метана, этана и углекислого газа по методике IRM-MS с помощью масс-спектрометра DELTA plus XL, снабженного препаративной приставкой GC/C-III, работающей в режиме «on line» (аппаратура производства фирмы ThermoFinnigan). Результаты определения отношения двух стабильных изотопов углерода 13С/12С в образцах, как обычно, представлены в виде смещения этого отношения относительно международного стандарта PDB в тысячных долях (%о — промилле):
513С (%0) = 1000 ((13С/12С)обр/(13С/12С)стаНд — 1).
Минимально необходимая для анализа объемная концентрация компонента составляла 0.1%, среднеквадратическая ошибка менее ±0.2%о. В данной пробе проводились полностью повторные измерения, результаты которых приведены в результирующей таблице (табл. 3).
Рис. 10. Структурно-тектоническая схема районирования полуостровов Средний и Рыбачий.
1 - структурно-фациальные зоны (цифры в кружках): 1 - Северная или Скорбеевская, 2 - Центральная или собственно Рыбачинская, 3 - Южная (п-ов Средний и м. Мотка п-ова Рыбачий); 2 - а-в - разрывные нарушения первого ранга: а- надвиги и всбросо-сдвиги, б- сдвиги, в- разломы с неясной кинематикой; г - разрывные нарушения второго ранга; д - разломы третьего ранга; 3 - места расположения скважин: а - пробуренных параметрических, б - пробуренных поисковых, в - планируемых поисково-оценочных
Таблица 3
Изотопный состав углерода газов и нефти из месторождений и рассеянного органического вещества (РОВ) осадочных пород [31]
Вещество Число залежей (образцов РОВ) 813С, %о ±0, %0
Метан 520 -42.6 9
Этан 501 -31.3 4.5
Углекислый газ 93 -8.7 7
Нефть 260 -29.7 3.1
РОВ 768 -25.0 4.0
о - среднеквадратическое отклонение.
При интерпретации полученных данных использовались накопленные сведения о распространенности изотопов углерода в биогенном метане, в месторождениях нефти и газа, в других объектах. Углерод биогенного (биохимического, болотного) метана очень легкий, ему свойственно крайне низкое значение 813С - обычно от -90 до -70%о [30]. В качестве верхнего предела для такого типа метана можно назвать значение 813С = -65%о. Достоверных сведений об изотопном составе углерода биогенного этана нет, считается, что этот газ таким путем почти не образуется. Углерод СО2, возникающий в результате биогенного окисления захороненного органического вещества, по-видимому, характеризуется значениями 813С от -30 до -15%о.
В залежах нефти и газа углерод всех рассматриваемых компонентов значительно тяжелее [31], значение 813С метана в подавляющем большинстве случаев находится в пределах от -52 до -34%о. Результаты измерений представлены в таблице 4. Данные об изотопном составе и распространенности компонентов указывают на то, что возможные взаимные превращения С-
содержащих газов не могли заметно исказить величину 513С метана. Она (-53.4%о) отвечает катагенному (термогенному) метану, присутствующему в залежах. По методу, представленному в работе [31], температура генерации метана оценивается в ~110оС. Температура и соответствующая ей глубина в действительности могли быть большими, если к глубинному метану примешался биогенный, что снизило осредненное значение 513С. Примесный газ - этан - чрезвычайно изотопно легок. Возможно, он представляет прежде не выявлявшийся раннекатагенетический газ. Скорей всего, углекислый газ в большей части - продукт биогенного окисления органических веществ.
Таблица 4
Изотопный состав углерода газов из скв. Р-2
Измерение 513С, %о Соотношения (оценка)
СН4 С,Н6 СО, С2Н6/ СН4 СО2/ СН4
Основное -53.4 -49.7 -26.7 ~ 0.005 ~ 0.01
Повторное -53.3 -49.3 -26.1 - -
Среднее -53.4 -49.5 -26.4 - -
Анализируя полученные данные об изотопном составе углерода можно заключить, что его природа определяется смешением двух генетических типов. С одной стороны, мы имеем низкотемпературный газовый компонент биогенного происхождения, а с другой - глубинный газ абиогенной природы. Более определенно данную совокупность генетических типов можно охарактеризовать, исследуя изотопы гелия и аргона.
Здесь следует отметить, что выделяемый нами новый, потенциально нефтегазоносный район, характеризуется, с одной стороны, формированием захороненных на больших глубинах осадочных толщ пассивной окраины рифейского континента, а с другой - развитием в каледонское и герцинское время Норвежско-Мезенской системы рифтов. Следовательно, газовые эманации в этой зоне должны быть многокомпонентными и относиться к углеводородам биогенного и абиогенного генетических типов. В этой же связи, важным представляется факт главенства тектонических структур, в качестве природных коллекторов изученного региона. Это подтверждается и тем, что устойчивый газовый приток в скв. К-1 и Р-2 был достигнут после вскрытия тектонических брекчий, на глубинах 790 и 800 м.
Все приведенные данные по обоснованию высокой потенциальной нефтегазоносности указанного региона и целесообразности продолжения на его территории поисковых работ, позволили нам выделить в пределах п-ова Рыбачий два локальных участка для постановки бурения глубоких поисково-оценочных скважин. Их строительство предполагается в пределах выделенного по комплексу признаков полигона, в узле скрещения нескольких крупных тектонических разломов (рис. 9, 10). Ввиду большой площади полигона и вариативности проявления структурообразующих процессов, с нашей точки зрения, целесообразно проектирование именно двух скважин на данной территории.
В процессе проведения поисковых работ геолого-геофизическими методами возможно не только подсечение тектонических зон брекчирования с промышленными притоками газа, но и охарактеризовать исследуемую территорию на предмет концентрации в толще рифейских осадков скоплений углеводородного сырья.
В заключение следует отметить, что прогнозирование областей, зон и районов локализации промышленно-значимых скоплений углеводородного сырья в пределах нефтегазоносных бассейнов и, прежде всего, их экономического потенциала, является крайне важной задачей при осуществлении поисковых работ и не должно игнорироваться при изучении слабоизученных территорий.
Данная работа частично выполнена в рамках программы Президиума РАН № 24.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). М.: Научный мир, 2001. 606 с. 2. Негруца В.З. Баренцевоморский фосфоритовый бассейн / В.З. Негруца, А.А. Басалаев, И.В. Чикирев. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1993. 119 с. 3. Сорохтин О.Г. Глобальная эволюция Земли / О.Г. Сорохтин, С.А. Ушаков. М.: Изд-во МГУ, 1991, 446 с. 4. Чумаков Н.М. Докембрийские тиллиты и тиллоиды (проблемы докембрийских оледенений // Тр. ГИН. Вып. 308. М.: Наука, 1978. 202 с. 5. Raaben M.E. Correlation of stromatolite formations of northern Norway (Finnmark) and northwestern Russia (Kildin Island and Kanin Peninsula) / M.E. Raaben, V.V. Lubtsov, A.A. Predovsky// Nor. Geol. Unders. Spesial Publ. Trondheim. 1995, P. 233-246. 6. Сорохтин О.Г. Развитие Земли; учебник / О.Г. Сорохтин, С.А. Ушаков. М.: Изд. МГУ, 2002. 506 с. 7. Милановский Е.Е. Геология России и ближнего
зарубежья (Северной Евразии). М.: Изд-во МГУ, 1996. 448 с. 8. Симонов А.П. Рифейская нефть полуострова Рыбачий: миф или ключ к принципиально новому направлению нефтегазопоисковых работ на шельфе Баренцева моря? / А.П. Симонов, Д.М. Губерман, Ю.Н. Яковлев, П.П. Снетко, Ф.П. Митрофанов, В.В. Любцов, А.А. Предовский, В.А. Припачкин // Вестник МГТУ. 1998. Т. 1, № 2. С. 121-140. 9. Сейсмогеологическая модель литосферы Северной Европы: Лапландско-Печенгский район / отв. ред. Н.В. Шаров. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1997. 225 с. 10. Чикирев И.В. Верхнедокембрийские фосфоритсодержащие отложения Кольского полуострова: автореф. дис. ... канд. г.-м.н. М.: МГУ, 1995. 18 с. 11. Сорохтин О.Г. Жизнь Земли. М.-Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”; Институт компьютерных исследований, 2007. 452 с. 12. Дмитриевский А.Н. Перспективы освоения нефтегазовых ресурсов Российского шельфа / А.Н. Дмитриевский, М.Д. Белонин // Природа. 2004. № 9. С. 6-15. 13. Беккер Ю.Р. Возраст глауконитовых горизонтов и верхней границы гиперборея восточной части Балтийского щита / Ю.Р. Беккер, В.З. Негруца, Н.И. Полевая // ДАН СССР. 1970. Т. 193, № 5. С. 1123-1126. 14. Любцов В.В. Литостратиграфия и микрофоссилии позднего докембрия Кольского полуострова / В.В. Любцов, Н.С. Михайлова, А.А. Предовский. Апатиты, 1989. 130 с. 15. Samuelsson J. Biostratigraphy of Kildin Island and Sredni Peninsula: preliminary resalts // Norwegian-Russian Collaboration Programme «North Area», 1-st International Barents Symposium (Abstracts), 21-24 October, 1993, Kirkenes, Norway. 16. Келлер Б.М. Поздний докембрий севера Мурманской области / Б.М. Келлер, Б.С. Соколов // ДАН СССР. 1960. Т. 133, № 5. С. 1154-1157. 17. Беккер Ю.Р. Молассы докембрия. Л.: Недра, 1988. 1986 с. 18. Gorokhov I.M. A Rb-Sr study of multis tage illite generation in shales of Poropelonskaya and Pumanskaya Formations, Sredni Peninsula / I.M. Gorokhov, T.L. Turchenko, A.V. Baskakov, E.P. Kutyavin, Melnikov & A. V. Sochava // Norwegian-Russian Collaboration Programme «North Area», 1-st International Barents Symposium (Abstracts), 21-24 October, 1993, Kirkenes, Norway. 19. Полканов А.А. Дополнение к статье «Гиперборейская формация полуострова Рыбачий и острова Кильдина (Кольский полуостров)» // Проблемы Сов. Геол. 1934. Т. 4, № 10. С. 165. 20. Келлер Б.М. Полуострова Рыбачий, Средний и остров Кильдин / Б.М. Келлер, А.В. Копелиович, Б.С. Соколов // Стратиграфия СССР, верхний докембрий. Т. 1. М., 1963. С. 103-113. 21. Коноплева Н.Г. Верхнепротерозойская ритмичная толща п-ова Рыбачий // ДАН СССР. 1974. Т. 219, № 1. С. 175178. 22. Люткевич Е.М. Докембрийские отложения полуостровов Рыбачий, Среднего и острова Кильдина / Е.М. Люткевич, Л.Я. Харитонов // Геология СССР. Т. XXXVII. Мурманская область. Ч. 1. Геологическое описание. М.: ГОНТИ, 1958. С. 361-370. 23. Негруца В.З. Стратиграфия гиперборейских отложений полуостровов Среднего, Рыбачьго и острова Кильдин. // Проблемы геологии докембрия Балтийского щита и покрова Русской платформы. Труды ВСЕГЕи. Т. 175. Л.: Недра, 1971. С. 153-186. 24. Сергеева Э.И. Главные черты строения сводного разреза позднего докембрия Кольского полуострова // Некоторые вопросы геологии Карело-Кольского региона. Тематический сборник научных трудов. Вып. 4. М., 1973. С. 3-15. 25. Коноплева Н.Г. О стратиграфии рифейских отложений полуострова Рыбачий // Новые данные по геологии и стратиграфии Северо-Запада РСФСР: тр. Министерства геологии РСФСР. Вып. 6. М., 1977. С. 62-80. 26. Siedlecka A. The bedrock geology of Varanger Peninsula, Finmark, North Norway: an excursion guide / A. Siedlecka, D. Roberts // Nor. Geol. Unders., Special Publ., 1992, Vol. 5, 45 p. 27. Torsvik T. Paleomagnetic data from sedimentary rocks and dolerite dykes, Kildin Island, Rybachi, Sredni and Varanger Peninsulas, NW Russia and NE Norway / T. Torsvik, D. Roberts & A. Siedlecka // Norwegian-Russian Collaboration Programme «North Area», 1-st International Barents Symposium (Abstracts), 21-24 October, 1993, Kirkenes, Norway. 28. Отчет по комплексной аэрогеофизической (магнитной, гамма-спектрометрической, газовой на метан и пропан) съёмке масштаба 1 : 50000 на территории Мурманской области (район п-овов Средний и Рыбачий) / отв. исп. Гололобов Ю.Н. ФГУ НПП «Геологоразведка». СПб., 2003. 85 с. 12 граф. прил. 29. Сорохтин Н.О. Нефтегазоносность Баренцево-Карского шельфа России и прогнозные критерии поиска УВ сырья в прибрежной зоне Кольского региона / Н.О. Сорохтин, Н.Е. Козлов, Н.В. Куликов, В.Н. Гпазнев, И.В. Чикирев // Вестник КНЦ РАН. 2010. № 1. С. 66-82. 30. Хёфс Й. Геохимия стабильных изотопов. М.: Мир, 1983. 200 с. 31. Прасолов Э.М. Изотопная геохимия и происхождение природных газов. Л.: Недра, 1990. 284 с.
Сведения об авторах:
Сорохтин Николай Олегович - д.г.-м.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected] Козлов Николай Евгеньевич - д. г.-м.н., проф., зав. лаб., директор АФ “МТУ”, e-mail: [email protected]
Куликов Николай Владимирович - д.э.н., ген. директор
Глазнев Виктор Николаевич - д. ф.-м. н., зав. кафедрой, e-mail: [email protected] Чикирев Игорь Владимирович - к. г.-м. н., зам. директора e-mail: [email protected]
