CC BY
53
УДК 550.81
СОВРЕМЕННЫЙ СТРУКТУРНЫЙ ПЛАН Н ВЛИЯНИЕ НОВЕЙШИХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА НЕФТЕГАЗОНОСНОЕ ГРЯДЫ ЧЕРНЫШЕВА
М. Г. Вахнин
Институт Геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар [email protected]
Дается характеристика изученности сейсморазведочными работами структурного плана и параметров локальных структур гряды Чернышева. С использованием космических снимков Landsat и цифровой модели рельефа дешифрированы новейшие разрывные нарушения (линеаменты) и выделены районы с различной плотностью линеаментов, рассмотрен характер тектонических напряжений. Показано влияние новейших тектонических процессов на характер современного структурного плана гряды, на миграцию углеводородов и формирование месторождений нефти и газа.
Ключевые слова: структурный план, локальные структуры, гряда Чернышева, дистанционное зондирование, Lаndsаt, нефте-газоносность, новейшие тектонические движения.
MODERN STRUCTURAL PLAN AND ROLE OF THE NEWEST TECTONIC PROCESSES IN OIL AND GAS CONTENT OF CHERNYSHEV RIDGE
M. G. Vakhnin Institute of Geology of Komi SC UB RAS, Syktyvkar
We have presented the characteristics of seismic study, structural plan and parameters of local structures of Chernyshev Ridge. The newest fault dislocations (lineaments) were decrypted with the help of Lansat space images and digital model of the relief; the areas with different density of lineaments were determined, and the character of tectonic stress was observed. We showed that the newest tectonic processes affected the character of modern structural plan of the ridge, hydrocarbon migration and formation of oil and gas fields.
Keywords: structure plan, local structure, Chernyshev ridge, remote sensing, landset, petroleum potential, newest tectonic processes.
Введение
Гряда Чернышева представляет собой крупную сложнопостроенную структуру Северного Приуралья, расположенную в пределах Тимано-Печорской провинции на севере Предуральского краевого прогиба. Она была сформирована в камен-ноугольно-пермское время [1]. Для гряды Чернышева характерно широкое распространение надвиговой и разломной тектоники. Гряда сложена сильнодислоцированными силу-рийско-нижнепермскими карбонатными, а также верхнепермско-ни-жнетриасовыми терригенно-вулка-ногенными отложениями. Содержит
следующие структурные элементы второго порядка: Хоседаюский вал, Адзьвавомскую депрессию, Тальбейский блок, Шаръю-Заостренский блок, Яньюский блок (рис. 1).
Вдоль гряды на поверхности обнажаются породы от верхнеордовикских отложений до триасовых. Данные сейсморазведки показывают, что ниже кровли верхнего протерозоя расположены рифейские породы, не затронутые байкальской складчатостью. Гряду Чернышева можно рассматривать как систему фронтальных деформаций пояса надвигов, связанных с крупной тектонической пласти-
ной, которая сорвана по верхнеордовикским солям и представляет собой структуру «поп-ап» [2]. Кроме надвигов в структуре гряды существенную роль также играют сдвиги, разбивающие гряду на ряд блоков, испытывающих присдвиговое вращение [3].
В пределах гряды Чернышева получили широкое распространение локальные структуры, сформированные в результате надвиго-вой тектоники, некоторые из них нефтегазоносны. Так, в пределах гряды Чернышева открыты Южно-Степковожское, Хоседаю-Неруюское и Усинокушшорское месторождения нефти.
Secmfuttc ИГ Коми НЦ УрО РАН, август, 2015 г., № 8
Рис 1. Гряда Чернышева. Обзорная схема Fig 1. Tectonic zoning of Chernyshev Ridge
Изученность территории и
современный структурный
план
В пределах гряды сейсморазве-дочные работы распределены крайне неравномерно. На сейсмопрофи-лях, захватывающих гряду, часто наблюдается потеря корреляции или затруднена однозначная интерпретация отражающих горизонтов. Это приводит к тому, что имеется много неоднозначных интерпретаций геологического и тектонического строения, истории развития гряды Чернышева в целом и отдельных ее элементов.
По данным сейсморазведки, на гряде Чернышева в настоящее время выделено около пятидесяти локальных структур. Территория характеризуется самой высокой плотностью структур для Предуральского краевого прогиба, несмотря на слабую изученность региона сейсморазведоч-ными работами. Среди выявленных структур 16 % опоискованы бурением и 17 % имеют статус подготовленных к бурению. В результате бурения открыто три нефтяных месторождения. Структуры в основном небольшие и средние по размерам, многие из них являются приразломными, их ориентировка совпадает с меридиональным простиранием этой зоны, и характеризуются они удлиненными формами с высокой интенсивностью. Вместе с надвигами и взбро-со-надвигами в строении некоторых структур присутствуют и клиновидные вдвиги [4], которые могут значительно усложнять морфологию и характер локальных структур.
Наличие значительного количества структурных, тектонически ограниченных ловушек, их нефтегазо-носность (1-, 2-Воргамусюрская, 1-, 2-Адакская) свидетельствует о перспективности данного района на поиски месторождений нефти и газа. Одной из крупных поднадвиговых структур является Воргамусюрская. Она прослеживается по отложениям ордовика — нижней перми и разбита множеством тектонических нарушений, её размеры составляют 49х8.0 км [5]. Морфология структур характеризуется высокоамплитудными удлиненными формами площадью от 5 до 50 км2. Структуры, происхождение которых связано с процессом сдвиговых деформаций, показывают достаточную распространенность горизонтальных сдвигов среди краевых структур Печорской плиты, напри-
мер на гряде Чернышева. Основное направление сдвигов — субуральское. Главным отличием сдвиговых деформаций от сбросо-взбросовых и надвиговых является обязательное развитие как минимум двух нарушений. В сдвиговых структурах также есть не менее двух нарушений в отличие от сбросовых и надвиговых структур, где доминирует единичный разрыв [6]. Морфологическая выраженность подобных структур изменяется в зависимости от удаленности от источника деформаций. Наличие поднадвиговых антиклинальных тектонически ограниченных складок и нефтепроявления в скважине 1-Воргамусюрская подтверждает возможность нефтегазоносности подобных объектов.
Структуры Тальбейского блока гряды Чернышева сформированы в результате послойного срыва по ордовикским отложениям, который произошел от территории Косью -Роговской впадины на востоке до Салюкинской структуры на западе. С данными нарушениями в пределах Тальбейского блока связаны две структуры поднадвигового типа — Исакъюская и Пымвашорско-Харутинская. Морфология локальных структур характеризует геодинамическую обстановку района и служит индикатором тектонических и геологических процессов. Геолого-геофизические разрезы через гряду Чернышева показывают измене -ние структурного плана с юга на север (рис. 1—3).
Новейшие тектонические
процессы и нефтегазоно-
сность гряды Чернышева
Кроме геолого-геофизических большое значение имеют методы изучения современного тектонического развития и тектонических процессов. Одним из них является использование дистанционного зондирования, данные которого можно эффективно применять вместе с геологическими, геохимическими и геофизическими данными, пространственно привязанными в геоинформационной системе. Применяя данные дистанционного зондирования, можно дешифрировать новейшие разрывные нарушения, отслеживать современные геодинамические процессы и их влияние на структурно-тектоническое строение территории. В настоящей работе при выделении новейших разрывных нару-
шений гряды Чернышева использовались космические снимки Ьапёза! 7 и 8, топокарты и цифровые модели рельефа.
Современный план гряды Чернышева выражен в виде слабоприподнятой узкой возвышенности, местами с заболоченной поверхностью. Гряда простирается от хребта Сабля на юге до поднятия Чернова на севере. Длина гряды составляет 400 км при ширине от 10 км в южной части и до 30—40 км на севере. Абсолютные отметки рельефа колеблются в пределах от 180 до 200 м, а на отдельных участках доходят до 220—250 м.
Южная часть гряды Чернышева на значительном протяжении обладает хорошо дешифрируемой на космических снимках субмеридиональной ориентировкой структур. Направление южной части гряды совпадает с линией разделения Центрально-Уральской и Западно-Уральской тектонических зон. Такая субмеридиальная ориентировка продолжается до р. Шаръю, где гряда меняет направление на субуральское, которое сохраняется вплоть до примыкания к поднятию Чернова. На первом южном участке гряда имеет узкую, вытянутую, относительно простую антиклинальную структуру с выходами в центральной части нижнесилурийских отложений [7]. Далее на север гряда характеризуется субуральской ориентацией и развитием чешуйчатых структур. При этом имеет место развитие диагональных разрывных нарушений, осложняющих строение гряды. Шаръю-Заостренский блок — наиболее крупная выделяемая тектоническая структура на юге гряды с выходящими на поверхность триасовыми отложениями. В районе гряды имеются структуры удлиненных форм с высокой интенсивностью, они ориентированы вдоль гряды. Широко развиты поднадвиговые антиклинальные тектонически ограниченные складки. Также широко развиты сдвиговые деформации со сформированными в результате данных деформаций структурами.
В районах вблизи разломов наблюдается повышенная трещинова-тость горных пород, которая возникла в результате геодинамических процессов. Процессы преобразования и миграции органического вещества зависят не только от давления и температуры, но и от механической
Большее ынинская впадина
/03 Вяткинская депрессия Большеаранецкая
структура
I 235-Б.Ар.
Гряда Чернышева
Западно - Уральская структурная зона
■5000
0000
Рис. 2. Геолого-геофизический разрез по линии I-I (по данным АО «Севергеофизика») Fig. 2. Geological and geophysical section along I-I line (according to JSC «Severgeofizika»)
CB
■5000
H(m)
№ л
-10000
I
J= <
тз
0
1
Большееынинская впадина
Пыжъельская Суборская
структура структура 16-П
Гряда Чернышева
-5000
-10000
Н(м)
Косью - Роговская впадина
Кымбожьюская структура
Рис. 3. Геолого-геофизический разрез по линии II-II (по данным АО «Севергеофизика») Fig. 3. Geological and geophysical section along II-II line (according to JSC «Severgeofizika»)
.-5000
-__D3
U,
s
- 0
ro о
01
z
IO 00
■10000
H(m)
"Severgeofizika")
энергии Земли, которая высвобождается при тектоносейсмической деятельности. Например, ряд месторождений Предуральского прогиба имеют залежи углеводородов, связанные с карбонатными коллекторами, разбитыми сетью трещин. Разломы и разрывные дислокации можно рассматривать как структур -ные элементы земной коры, обеспечивающие активное течение процессов миграции углеводородов и имеющие большие аккумулятивные возможности [9].
Нарушенность разломами региональных покрышек приводит к повышению этажа нефтегазоносности, а величина проникновения разломов в осадочном чехле влияет на формирование ловушек углеводородов и их морфологию. Важную роль при этом играют неотектонически активные глубинные разломы [10]. Так, перспективы нефтегазоносности внешних зон складчатых областей, по Н.А. Крылову [11], определяются:
- широким развитием различных формаций, в том числе нередко типичных для нефтегазоносности, увеличением мощности толщ, нефтегазоносных в платформенной части предгорных прогибов;
- возникновением залежей в нехарактерных для нефтегазоносности
формациях;
- образованием вдоль складчатых областей на отдельных участках относительно широких зон региональных надвигов или зон с расче-шуиванием единого формационно-го комплекса платформенных отложений;
- наличием практически всех возможных типов ловушек;
- вероятностью возникновения сложных многоэтажных ловушек;
- большой мощностью зон нефтегазоносности.
Вблизи разломов участки имеют повышенную трещиноватость горных пород, что способствует увеличению миграции углеводородов. В результате тектонических нарушений создаются условия для образования ловушек, в которых происходит накопление углеводородов и формирование месторождений нефти и газа.
Анализ дешифрированных по космическим снимкам новейших разрывных нарушений выявил преобладание субуральской ориентировки для северной части и субмериди-альной для южной части гряды. На отдельных участках гряды выделяются участки с повышенной плотностью линеаментов, что может указывать на наличие здесь зон тектониче-
ских нарушений и активации разломов в новейшее время [8] (рис. 5).
Выводы
Поиск месторождений нефти и газа для таких сложных тектонических элементов, как гряда Чернышева, становится актуальным в связи с большой изученностью и выработанностью платформенных территорий. Использование дистанционных методов для изучения современных тектонических движений и выделение зон распространения разломов позволяет получить дополнительную информацию о строении гряды Чернышева. Анализ локальных структур как индикаторов геодинамических процессов дает дополнительные сведения о разломах и геологическом строении исследуемой территории. А это, в свою очередь, способствует более эффективному прогнозу и поискам месторождений углеводородов.
Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН «Закономерности размещения и условия формирования скоплений углеводородов в осадочных толщах Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции» (проект № 1518-5-21).
^естЛик, ИГ Коми НЦ УрО РАН, август, 2015 г., № 8
Рис. 5. Распределение плотности линеаментов и теневой рельеф по дочетвертичным отложениям гряды Чернышева Fig. 5. Density distribution of lineaments and shadow relief of pre-Quaternary sediments of Chernyshev ridge
Литература
1. Тимонин Н. И. Печорская плита: история геологического развития в фанерозое. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 52-63.
2. Юдин В. В. Структуры поп-ап Севера Урала, Приуралья и Пай-Хоя // Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: Материалы XVI Геологического съезда Республики Коми. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2014. Т. II. С. 7476.
3. Соборное К. О., Данилов В. Н. Строение и перспективы нефтегазоно-сности гряды Чернышева // Геология нефти и газа. 2014. № 5. С. 11-18.
4. Соборное К. О., Бушуее А. С. Кинема т и ка зоны сочленения Северного Урала и Верхнепечорской впадины // Геотектоника. 1992. № 1. С. 38-52.
5. Тимано-Печорская провинция: геологическое строение, нефтега-зоносность и перспективы освоения // М. Д. Белонин, О. М. Прищепа, Е. Д. Теплов и др. СПб.: Недра, 2004. 396 с.
6. Борисов Н. С., Ростовщиков В. Б., Тарасов П. П. Сдвиговые нарушения Тимано-Печорской провинции и их диагностика по материалам сейсморазведки // Геология и минеральные ресурсы Европейского Севера-Востока России: Материалы XIV Геологического съезда Республики Коми. Сыктывкар, 2004. Т. II. С. 9-11.
7. Пучков В. Н, Тимонин Н. И. Некоторые черты тектоники Приполярного Урала и гряды Чернышева, отражающиеся на аэрофотоснимках // Труды Института геологии Коми филиала АН СССР. Сыктывкар, 1968. Вып. 8. С. 40-50.
8. Вахнин М. Г. Современная тектоника гряды Чернышева, отражение ее в рельефе и на космических снимках // Тектоника и геодинамика континентальной и океанической литосферы: общие и региональные аспекты. Материалы ХЕ^1 Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2015. Том 1. С. 53-56.
9. Гаврилов В. П. Влияние разломов на формирование зон нефтегазо-
накопления. М: Недра, 1975. С. 271— 273.
10. Шаблинская Н. В. Разломная тектоника Западно-Сибирской и Тимано-Печорской плит и вопросы нефтегазоносности палеозоя. Л.: Недра, 1982. С. 10-100.
11. Крълов Н. А., Королюк И. К., Меламуд Е. Л., Сидоров А. Д., Щекотова И. А. Перспективы нефтегазоносности внешних зон складчатых областей // Тектоника и нефтегазоносность под-надвиговых зон: сборник. М.: Наука, 1990. С. 3-280.
References
1. Timonin N.I. Pechora plate: history of geological development in Phanerozoic period / N. I. Timonin. Ekaterinburg, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, 1998, pp. 52-63 (in Russian).
2. Yudin V. V. Pop-up Structures of the Northern Urals, Subural and Pay-Khoy // Geology and mineral resources of the European North-East of Russia: Proceedings of geological Congress of
Komi Republic. V. II. Syktykar: IG Komi Science Centre, 2014. pp. 74—76. (in Russian)
3. Sobornov K. O., Danilov V. N. Structure and petroleum potential of Chernyshev Ridge / Oil and Gas Geology, 2014. No. 5. pp. 11—18. (in Russian)
4. Sobornov K. O. Bushuev A. S. Kinematics of the junction zone of Northern Urals and Upper Pechora depression // Geotectonics, 1992. No. 1. pp. 38—52. (in Russian)
5. Timan-Pechora province: geological structure, oil and gas potential and prospects of development // M. D. Belonin, O. M. Prischepa, E. D. Teplov and others. Saint-Petersburg: Nedra, 2004. 396 pp. (in Russian)
6. Borisov N. S., Rostovshchikov V. B., Tarasov P. P., Shear faults in Timan-
Pechora province and their diagnostics based on seismic survey // Geology and mineral resources of the European North-East of Russia: Proceedings of XIV Geological Congress of Komi Republic. Volume II. Syktyvkar, 2004. pp. 9—11. (in Russian)
7. Puchkov V. N., Timonin N. I. Some features of tectonics of Subpolar Urals and Chernyshev Ridge affecting aerial photographs // Proceedings of the Institute of Geology of Komi Branch AS USSR. Vol. 8. Syktyvkar, 1968. pp. 40—50. (in Russian)
8. Vakhnin M. G. Modern tectonics of Chernyshev Ridge, its reflection in relief and satellite images // Tectonics and geodynamics of continental and oceanic lithosphere: general and regional aspects. Materials of XLVII Tectonic Meeting. Volume 1. Moscow: GEOS, 2015 pp. 53—
56. (in Russian)
9. Gavrilov V. P. Influence of faults on formation of oil-gas accumulation zones. Moscow: Nedra, 1975. pp. 271—273. (in Russian)
10. Shablinsky N. V. Fault tectonics of the West Siberian and Timan-Pechora oil and gas plates and problems of Paleozoic oil and gas content. Leningrad.: Nedra, 1982. pp. 10—100. (in Russian)
11. Krylov N. A., Koroljuk I. K., Melamud E. L., Sidorov A. D., Shchekotov I. A. Petroleum potential of outer zones of folded regions // Tectonics and petroleum potential of subthrust zones: collection. Moscow: Science, 1990, pp. 3—280. (in Russian)
Рецензент к. г.-м. н. В. С. Чупров
