Открытие рифовой системы в каменноугольных отложениях Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК: 551.7 А.И. Кудаманов1, Г.Д. Исаев2, А.Р. Сайфутдинов1, Э.А. Абля3

'ООО «КогалымНИПИнефтъ», Когалым;

2000 НИЦ «Сибгеонафт», Новосибирск;

3Московский государственный университет, Москва [email protected], [email protected]

ОТКРЫТИЕ РИФОВОЙ СИСТЕМЫ В КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

В Шаимском районе Западно-Сибирской плиты скважиной Новомостовская-10670 на глубине 2445 - 2905 м вскрыт рифовый комплекс с богатым набором биогенных структур и текстур. На основе данных по брахиоподам, ругозам, фораминиферам и водорослям стратиграфический объем рифогенного разреза определен рамками ви-зейского яруса. Уникальность разреза Новомостовской площади состоит в том, что в Западной Сибири до сих пор не вскрывались разрезы визейского яруса подобных рифовых фаций и состава пород. Особенности состава нефти в данном регионе позволяют предположить существование палеозойской нефтеносности, обусловленной карбонатными породами, и возможность обнаружения карстовых резервуаров рифового типа со скоплениями УВ.

Ключевые слова: Рифовый комплекс, брахиоподы, ругозы, фораминиферы, визейский ярус, Западная Сибирь, палеозой, нефтеносность, карст, резервуар, углеводороды.

Проблема изучения доюрского основания в пределах Западно-Сибирского бассейна по-прежнему актуальна, особенно в свете оценки перспектив нефтегазоносности этих отложений. На юго-востоке плиты широко известны палеозойские карбонатные породы, слагающие, в том числе, и рифовые структуры.

Каменноугольное рифообразование в целом менее распространено по сравнению с девонским. Отдельные рифы серпуховского яруса установлены в авлакогене Большого Донбасса (Зеленская, 1976) и раннетурейского возраста в бортах Камско-Кинельской системы прогибов (Кузнецов, 1969). Нижнекаменноугольные рифы изучены в южном Тянь-Шане, в Верхояно-Колымской и Алазийской зонах установлены биогермы турне. На юге Сетте-Дабана также выявлены биогермные массивы верхнего турне -нижнего визе (Кузнецов, 2000). Рифы северо-востока России изучены недостаточно полно. Скорее всего, они представлены биогермными массивами и одиночными био-стромами и биогермами небольшой толщины (Кузнецов, 2000). Настоящая рифовая система визейского возраста известна только в Прикаспийской синеклизе (Федоров и др., 1977; Кононов и др., 1986). Здесь она образована мшанками, колониальными кораллами и разнообразными водорослями, достигая толщины 900 м.

На всей территории Урала, Зауралья и Предуралья в позднем визе-серпухове накапливались мелководные био-кластические известняки, брахиоподовые банки, коралловые и водорослевые биогермы. В юго-восточной части Уфимского амфитеатра выделены Злоказовские рифы аналогичного возраста (Наливкин, 1950). На восточном склоне Южного и Среднего Урала А.А. Султанаевым (1955) описаны отдельные органогенные постройки. По его данным, толщина этих тел составляет от 10 до 150 м, протяженность - сотни метров. Они переполнены остатками водорослей и криноидей. В них встречаются продуктиды, кораллы, фора-миниферы, остракоды и трилобиты. Среднекарбоновые (московские) строматолитовые массивы толщиной 60 - 70 м известны по р. Уй, ниже д. Белоключевки и на р. Синара вблизи устья р. Багаряк (Беленицкая и др., 1990).

До настоящего времени в пределах Западно-Сибирской плиты рифогенных отложений в карбоне отмечено не

было. Согласно Стратиграфической схеме палеозоя (2000), палеонтологически охарактеризованные каменноугольные отложения распространены практически во всех структурно-фациальных зонах (СФЗ) и представлены в основном глинистыми, углисто-глинистыми, кремнистыми карбонатно-глинистыми и карбонатно-глинистыми (с эффузивами) толщами. Такие отложения вскрыты в Но-вопортовской, Нижне-Тагильской, Шеркалинской, Шаим-ской, Ханты-Мансийской, Салымской, Ишимской, Варье-ганской, Нюрольской, Сильгинской и Вездеходной СФЗ. И только в Туйской и Усть-Балыкской и Восточно-Уральской зонах в нижнем карбоне, по современным данным, преобладает осадочно-эффузивный тип разреза (игримская толща Березово-Сортыньинской зоны, кислые вулканиты Красноленинской зоны, основные эффузивы Усть-Балык-ской СФЗ и туфогенная с кислыми эффузивами туйская толща). Известняки в палеонтологически охарактеризованных разрезах нижнего карбона Западной Сибири не имеют рифовой природы, хотя участками перенасыщены морской фауной: фораминиферами, радиоляриями, мшанками, водорослями, брахиоподами и др.

Общая толщина нижнекаменноугольных разрезов не превышает 1100 м на севере и северо-западе, составляя 200 - 600 м в центре и 100 - 320 - 500 м на юго-востоке плиты. В фациальном отношении все известные разрезы нижнего карбона относятся к отложениям шельфовых впадин и погруженного, участками достаточно глубоководного, шельфа. Таким образом, до настоящего времени, в пределах Западно-Сибирской плиты не было известно ни одного разреза не только с признаками «рифоген-ности», но даже содержащих элементарные органогенные постройки (калиптры, биогермы, биостромы).

В 2007 г. скважиной Новомостовская 10670, расположенной в 220км запад-северо-западнее г. Ханты-Мансийск, на глубине 2445 - 2905 м вскрыт рифовый комплекс литофаций с богатым набором разнообразных биогенных структур и текстур. Основными рифообразующими организмами являются водоросли, мшанки и кораллы (ругозы). В составе сопутствующей фауны, в керне скважины, определены криноидеи, брахиоподы, двустворчатые моллюски, фораминиферы, гониатиты, остракоды, морские

»— научно-технический журнал

ШШ. Георесурсы

ежи, строматолиты, хететиды, кальцисфериды, гастропо-ды, аммониты, биотурбаторы (черви), белемниты, мик-рофитолиты. Именно благодаря данному набору скелетных остатков этих организмов в различной концентрации, в сочетании с основным составом рифостроителей и создано все разнообразие биогенных каркасных, субкаркасных и обломочных биокластических структур во внешне однообразном карбонатном разрезе. Его возрастной диапазон установлен на основе данных по брахиоподам, ругозам, фораминиферам, водорослям. Мшанки в настоящее время изучаются. В целом по большинству биостратиграфических данных стратиграфический объем рифо-генного разреза определяется рамками визейского яруса, причем, по данным исследований фораминифер, возможна более точная (зональная) стратификация, но только пос-

15

2 т

2450

2455

2505

2510

2515

2518

2567

2580

2630

2635

2644

Колонка

??????????????

^ I

Л

2571 X лУ ^ ®

2575 "ОД.

— А ^ У

X ©

® < л

Л

Образец № П/П

Тили лшофацих

-7228-1

-7229-1 -7229-2

-7230-1 12Ъ 0-2

7230-3 -7231-1 =7231-2 -7231-3 -7231-4 -7231-5 -7231-6

-7231-7

■е

5

о.

II

-7232-1 -7232-2

-7232-3

-7233-1 -7233-2

-7233-3

-7234-1

-7234-2 -7235-1

-7235-2 -7235-3

•е

е

о

05 § £

В"! = 1 10

1=>Т)

X

тт

ТПЖ

2691

2700

2705

2722

2725

2782

2785

2833

2837

284Т

2845 2847

2895

2900

2905

_Колонка

??????????????

Образец БЙ5- №

фаднальная п/п

Типы ли юфаций

-7236-1 -7236-2 =7236-3 7236-4 -7236-5

-7236Б-2 -7236Б-3

ТЯГ

А- 4> ^

А

-ОХ ® _,

__ А ^

0 ®

Ж.

®

У

1 2 3 4 5 6 7

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Рис. 1. Разрез палеозойских отложений, вскрытых скважиной Новомостовская-10670. Компоненты карбонатных пород: 1 - сгустки, пеллеты, комки; 2 - ооиды; 3 -детрит, раковинная кластика; 4 - литокласты, интракласты и тонкая биокласти-ка; Известняк иловый (мадстоун): 5 - слоистый; 6 - массивный; Баундстоуны на картах и разрезах: 7 - с илистым заполнением интерстиций каркаса; 8 - с зернистым; Грейн-рудстоуны: 9 - с пластовой отдельностью; 10 - массивные; Органические остатки (1-6): 11 - водоросли; 12 - фораминиферы; Массивные известняки: 13 -биопелспариты; 14 - калькарениты;15 - мшанки;16 - кораллы;17 - криноидеи;18 -следы биотурбации; 19 - дайки долеритов(?); 20 - конглогравелиты; 21 - разнонаправленная трещиноватость; 22 - развитие карстовых пустот; 23 - развитие мета-соматитов и наложенных процессов в породах, битумизации; 24 - зоны тектонического брекчирования и смятия; 25 - стратиграфический перерыв.

ле детального их доизучения.

В пределах рифогенного разреза установлено (Рис. 1, 2) три типа рифовых литофаций, включая:

- каркасные и субкаркасные литофации ядерной (волноломной) части рифа;

- глобоидные и биокластово-пелспаритовые литофа-ции рифовой платформы;

- гравитационные и биокластово-обломочные лито-фации передового склона рифа.

Присутствие в разрезе конгломератов и гравелитов механокластической (не биогенной) природы позволяет разделить его на две части, резко отличающиеся по фаци-альным особенностям: нижнюю часть, в интервале 2905 -2698,2 м и верхнюю, в интервале 2643,5 - 2445 м.

Для нижней части разреза характерны фораминифе-ровые, биопелспаритовые, биокластово-глобоидные, микрофитолитовые, битуминозные, криноидные разности карбонатных пород, с редкими постройками мшанок, ругоз, водорослей (Рис. 2). Характерное доминирование глобоилитов позволяет отнести этот комплекс пород к литофациям за-рифовой платформы.

Верхняя часть разреза отличается развитием обломочных и каркасных литофа-ций рифа. В интервале глубин 2567 - 2644 м преобладают биокластиты разного состава: литокластические рудстоуны, пак-вак-стоуны, редко до кальцирудитов (глубина 2631,0 м), грейнстоуны, иногда инфлаутсто-уны. В кровле выделенной пачки, т.е. в интервале 2567 - 2572 м, возрастает роль каркасного компонента до образования органогенных построек (обр. 7232-1; 7232-2).

В интервале глубин 2445 - 2518 м преобладают каркасные и субкаркасные лито-фации ядерной части рифа. Они представлены: водорослевыми, политаксонными (криноидеи, брахиоподы, кораллы, мшанки, водоросли, фораминиферы), органогенными постройками с биогенными структурами типа байндстоуна, с очень плотной упаковкой, до образования фулти-тов (без основной массы).

Отличием нижней части (2698,2 - 2905 м) от верхней является присутствие двух даек измененных порфиритов (на глубинах 2723,8 - 2727 м, 2778,5 - 2778,8 м) с экзокон-тактовыми изменениями, сопровождаемыми зеркалами скольжения, зонами дробления и смятия. Здесь же (2718 - 2719,3 м) отмечается пачка глинисто-кремнисто-карбонатных пород осадочного генезиса, с примесью тонкой био-литокластики, с ориентировкой линз и прослоев до 60 - 70° к оси керна, толщиной до 1,3 м.

Согласно исследованиям наложенных процессов карбонатизации, доломитизации и трещинообразования, интенсивность их сверху вниз в разрезе скв. Ново-мостовская 10670 увеличивается, что сви-

-7236А-2

7236А-3

7236А-4

-7237А-1 -7237А-2

-7238А-: -7238А-;

-7239-1 -7239-2

7238-2 1 ■&■

7234А-1 Й

7234А-2 £

7235А-1 ее о ■е к р.

§ 5

7236А-1

АЧ>

5 (28) 2008

^научно-техническим журнал

Георесурсы

Рис. 2. Литофация ядерной части рифа: 1 - Водорослевый ба-ундстоун, 2 - Узорчатыш во'дорослевыгй баундстоун, 3 - Водо-рослевыый баундстоун; Биокластитыг передового склона рифа: 4 - Руд-глейн пакстоун, 5 - Инфлаутстоун, 6 - Пак-рудстоун; 7 - Конглогравелитыг, 8 - Грейнстоун, 9 - Дайка-порфиритов; Литофация рифовой платформыг: 10 - Ругозовыш бафлстоун, 11 - Глобоилит, 12 - Во'дорослево-фораминиферовыгй пакстоун.

детельствует о глубинном (относительно юрского комплекса) происхождении флюидов, преобразовавших весь рифовый разрез карбона, сформировавших вторичное пустотное пространство (каверновое, карстовое) в верхней части карбонатного разреза и оставивших следы миграции УВ в виде вторичных битумов в трещинах и пустотах.

К отмеченному можно добавить, что на Ловинской площади, примыкающей с юго-запада к Новомостовской, рядом скважин вскрыты карбонатные породы, возможно, этого же рифа. К сожалению, данными скважинами вскрыта только кровля (1 - 2 м) доюрского комплекса, что не позволяет не только идентифицировать их с комплексом Новомостовского рифа, но даже и определить их фа-циальную специфику.

Уникальность разреза Новомостовской площади состоит в том, что в пределах всей Западной Сибири скважинами не вскрывались разрезы визейского яруса подобных рифовых фаций. Уникальным является и состав породообразо-вателей: мшанки, водоросли, кораллы, фораминиферы.

Особое значение имеет рифовая система карбона для прогноза нефти и газа. Так, в этом регионе (Ловинское, Яхлинское, Северо-Даниловское и др. месторождения) отмечены проявления и залежи нефти в зонах коры выветривания разнообразных отложений (преимущественно эффузивных). Кроме того, на территории Яхлинского месторождения известны нефтепроявления и в терригенных разностях триасового (?) возраста. Большинство т.н. палеозойских нефтей характеризуется геохимическими генетическими признаками юрского происхождения и, воз-

можно, могли быть сформированы при миграции УВ из классических юрских материнских толщ. Однако в Яхлин-ской нефти были обнаружены совершенно необычные для нефтей данного региона распределения некоторых алкановых УВ биомаркеров и ароматических УВ (высокие содержания норгопана С29 и дибензотиофенов, относительно низкие содержания перегруппированных стера-нов). Подобные соотношения свидетельствуют о возможном материнском веществе, образованном в условиях карбонатной седиментации. Выявление этих биомаркерных критериев предыстории нефтей нижней части разреза также позволяет предположить существование палеозойской нефтеносности, обусловленной карбонатными породами.

Присутствие по всему разрезу следов миграции УВ, наличие коллекторов карстового типа, огромная толщина (> 400м) позволяют утверждать, что при прослеживании рифов на северо-восток и юго-запад от Новомостовской площади в пределах доюрского основания могут быть обнаружены соответствующие карстовые резервуары рифового типа со скоплениями УВ значительных масштабов.

Литература

Беленицкая Г.А., Задорожная Н.М., Иогансон А.К. и др. Рифо-генные и сульфатоносные формации фанерозоя СССР. Мин-во геологии СССР. ВСЕГЕИ. М.: Недра. 1990. 291.

Зеленская П.И. Органогенные постройки в нижнекаменноугольных отложениях северной окраины Донбасса. Геология нефти и газа. 1976. № 7. 59-63.

Кононов Ю.С., Никитин Ю.И., Яцкевич С.В. Геолого-геофизические модели и нефтегазоносность палеозойских рифов Прикаспийской впадины и др. М.: Недра. 1986. 149.

Кузнецов В.Г. Турнейские рифы Оренбургской области. Бюл. Моск. об-ва испытателей природы. 1969. Т. 44. № 1. 78-87.

Кузнецов В.Г. Палеозойское рифообразование на территории России и смежных стран. М.: Геос. 2000. 228.

Наливкин В.Д. Фации и геологическая история Уфимского плато и Юрюзано-Сылвенской депрессии. Тр. ВНИГРИ. Вып. 47. Л.: Гостоптехиздат. 1950. 127.

Региональная стратиграфическая схема палеозойских отложений Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: СНИИГГиМС. 2000.

Федоров Д.Л., Бабадаглы В.А., Яцкевич С.В. и др. Литология подсолевого палеозоя Прикаспийской синеклизы. Изд-во Саратовского университета. 1977. 216.

A.I. Kudamanov, G.D. Isaev, A.R. Saifutdinov, E.A. Ablya. Reef system in the Carboniferous sediments of Western Siberia.

The Novomostovsk No.10670 well drilled in the Shaimsk region (Western Siberian plate) encountered reef-complex deposits at depths of 2445 to 2905 m. The reef-complex deposits are characterized by a rich set of biogenic structures and textures. Based on fossil evidence in the deposits (brachiopods, rugosas, foraminiferas, and algae) we consider the reef complex as belonging to the Visean stage. Geological cross-section through the Shaimsk region is unique as the Visean reef complex of a similar taxonomic composition has never been found in West Siberia before. Composition of oils in this region provide information about oil-bearing capacity of the Paleozoic deposits due to presence of carbonate rocks and the possibility of finding oil accumulations in carstic areas confined to the reef deposits.

Key words: reef complex, brachiopods, rugose corals, foraminifers, Western Siberia, Paleozoic, oil bearing capacity, karst, reservoir.

Энвер Алексеевич Абля, к. г.-м. н., доцент геол. фак. МГУ. 119992, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет. Тел.: 8-(495)-9393006.

|— научно-технический журнал

I еоресурсы 5 (28) 2008