ГЕОДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ НИЖНЕАНГАРСКОЙ ЗОНЫ НЕФТЕГАЗОНАКОПЛЕНИЯ НА ЮГО-ЗАПАДЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
А.В. Мигурский (СНИИГГиМС), Е.С. Носкова (ВНИГНИ)
На древних платформах структурными элементами с высоким УВ-потенциалом являются бассейны пассивных континентальных палеоокраин и внутриконтинентальных палеорифтов и надрифтовых прогибов (Хаин В.Е., 1981; [1]). На Сибирской платформе к подобным элементам относится Иркинеево-Чадобецкий авлакоген, выделенный Ю.А. Косыгиным и другими в 1964 г. [2] (рис. 1). Этот авлакоген образует входящий угол от складчатой системы Енисейского кряжа, протягивается субширотно вдоль р. Ангары до Ковинской излучины, где разделяется на две ветви - Братскую и Ванаварскую. Авлакоген представляет собой мобильную зону, разделяющую жесткие стабильные блоки, - Камовский свод на севере, Богучано-Манзинский на юге и Ангаро-Ленский с Непско-Ботуобинским на востоке. По данным В.С. Суркова и других, в рифей-вендское время он развивался в виде рифта на пассивной окраине Сибирской платформы [4].
В западной части Иркинеево-Чадобецкого авлакогена выделяется Нижнеангарская зона, в пределах которой уже открыты газовые Агалеевское и Имбинское и газоконденсатное Берямбинское месторождения. Доказана продуктивность отложений верхов рифея, венда и нижнего кембрия. Все эти объекты связаны с контрастными поднятиями, расположенными вдоль широтного отрезка р. Ангары и существенно осложненными разрывными нарушениями.
Сложное строение осадочного чехла, недостаточный объем бурения, сосредоточенный, главным образом, на отдельных площадях, значительно затрудняют проведение нефтегазопоисковых работ. Достаточно сказать, что в 4-х из 10-ти пробуренных скважин зафиксировано непрогнозировавшееся сдвоение отдельных интервалов разреза чехла.
В строении осадочного чехла Иркинеево-Чадобецкого авлакогена участвуют отложения рифейского и венд-палеозойского структурных ярусов (рис. 2). Строение рифейского комплекса складчатоблоковое, максимальная мощность в осевой части авлакогена превышает 15 км. На бортах авлакогена мощность отложений рифея значительно уменьшается и четко фиксируется угловое несогласие между рифеем и вендом, которое в пределах авлакогена не отмечено. Характер и степень дислокаций пород рифейского комплекса указывают на то, что инверсионная стадия развития структуры началась в конце рифея. Границами авлакогена на этом этапе являлись Ангарский и Бедошемо-Юдуконский разломы. Субвертикальная поверхность разломов и приразломные складки во внутренних областях авлакогена свидетельствуют о значительной сдвиговой компоненте перемещений. По всему осадочному чехлу проявлены Ангарский разлом и разлом, ограничивающий с севера Бурундинский прогиб. Обозначим его как Бурундинский разлом. Бедошемо-Юдуконский разлом прослеживается только в рифее, в венд-нижнекембрийском комплексе зона этого разлома представлена рядом небольших разрывов с приуроченными к ним структурами выжимания - “пальмового дерева”. Бурундинский разлом, разделяющий Бурундинский прогиб и рифейское Белякское поднятие, сыграл важную роль на венд-фанерозойском этапе развития региона. Об этом свидетельствуют значительные амплитуды перемещений в венд-кембрийском комплексе пород и появление несогласия по эрозионной поверхности рифея севернее разлома. Он отделяет блоки Бурундийского прогиба и Ангарской зоны складок, испытывавшие опускание в течение всего рифея и венда, от блока, соответствующего рифейскому Белякскому поднятию, с четко выраженным угловым несогласием по эрозионной поверхности рифея. Авторы данной статьи полагают, что поднятие, как и рифейские корни Ангарской зоны складок, сформировалось во время байкальской тектонической активизации, когда началась инверсионная стадия развития авлакогена. В венде - палеозое блок, соответствующий Белякскому поднятию, причленилcя к южному склону Байкитской антеклизы и сдвиговые перемещения вдоль северной границы авлакогена на этом этапе равномерно распределились по разрывным нарушениям, разделяющим ряд пластин. Ширина и число пластин увеличиваются в западном направлении, оси структур постепенно меняют ориентировку с северо-восточной на западную и западно-северо-западную (Тамышское поднятие). Ориентировка сместителей также изменяется. В западной части все большее значение приобретают разломы западной ориентировки, диагональные по отношению к Бедошемо-Юдуконскому сдвигу (см. рис. 2).
Накопление венд-нижнекембрийской соленосно-карбонатной толщи происходило в спокойной тектонической обстановке, мощности этого комплекса закономерно увеличиваются к югу, юго-востоку. В периоды герцинской и мезозойской тектонических активизаций в общих чертах сформировался современный структурный план (Мигурский А.В., Носкова Е.С., 2002). Дислокации венд-палеозойского структурного яруса объединяются в линейные зоны восточно-северо-восточного и северо-западного простираний и образуют ромбовидную схему строения основных структурных элементов (см. рис. 2). Характерными чертами строения Иркинеево-Чадобецкого авлакогена являются брахиформность антиклиналей, кулисность их сочленения, системность развития разрывов, указывающие на сдвиговую природу дислокаций в пределах этой структуры. Парагенез оперяющих нарушений позволяет определить для дислокаций восточно-северо-восточного простирания левый знак смещения, для дислокаций северо-западного простирания - правый.
Как нам представляется, особенности развития южного и северного ограничений авлакогена определили различный характер строения антиклиналей, расположенных вдоль сдвиговых зон. Антиклинали Ангарской зоны складок представлены типичными выжатыми горстами. Тектонотипом может служить поднятие Лонг-Бич в Калифорнии [5] (рис. 3). Корни структур прослеживаются в рифейском комплексе. Анализ сейсмических профилей показывает высокую степень дислоцированности выжатых блоков. Внутри этих структур выделяются отдельные сегменты, относительно более стабильные по сравнению с окружающими их зонами разломов. Строение антиклиналей в зонах Бедошемо-Юдуконского разлома - Колымовской, Нижнемадашенской, Верхнемадашенской и, возможно, Бедобинского структурного носа - принципиально отлично от антиклиналей, связанных с Ангарским разломом (рис. 4). Локальные поднятия, проявленные в венд-нижнекембрийском комплексе этой зоны, в рифее не наблюдаются. Это также структуры выжимания, однако их образование связано с вторичными разломами, синтетическими для Бедошемо-Юдуконского. На сейсмических профилях они довольно уверенно прослеживаются от магистрального разлома под углом к основанию антиклинальных структур в отложениях верхнего рифея - венда. Разломные зоны, ограничивающие эти структуры, состоят из серий мелких разрывов, однонаправленных с синтетическим разломом, контролирующим поднятие. Возможно, с этим связано отсутствие на них даже проявлений УВ.
Указанные особенности строения и соотношения рифейского и венд-нижнекембрийского структурных ярусов осадочного чехла Иркинеево-Чадобецкого авлакогена позволили выделить три структурные зоны. К первой зоне отнесены контрастные брахиантиклинали, расположенные во внутренних областях авлакогена и контролируемые Ангарским разломом. Ко второй - центральные области авлакогена, представленные корытообразными прогибами, разделенными узкими пальмообразными зонами дислокаций. К третьей - зона, переходная от авлакогена к Байкитской антеклизе, развивавшаяся в рифее как часть рифта, а в венде - палеозое как склон Байкитской антеклизы. Ее ширина составляет 60-100 км, по линии профиля Алтай - Северная Земля она расположена между Бурундинским прогибом и Хоркичской площадью.
По мнению авторов данной статьи, структурные парагенезы Ангарского, Бедошемо-Юдуконского и Бурундийского разломов соответствуют парагенезам обстановки сдвигосжатия, или транспрессии (см. рис. 2). В областях сдвигосжатия вдоль магистральных сдвиговых зон развиваются син- (R) и антитетические (R1) сколы, кулисообразные складки волочения брахиантиклинальной формы (S-образные для левых сдвигов и Z-образные для правых), трещины отрыва (T), перпендикулярные складкамволочения, характерны структуры “пальмового дерева” [3]. Вопросы закономерности распределения УВ в сдвиговых зонах затронуты в работах И.С. Грамберга, О.И. Супруненко, [3, 5] и многих других. На многочисленных примерах показано, что значительные скопления УВ в мире ассоциируются, в первую очередь, со сдвигами. Систематическое пространственное распределение сил сжатия и растяжения вдоль ограниченной линейной зоны деформации позволяет прогнозировать их строение. Как показал Т. Хардинг [5], особенности распределения УВ зависят, в первую очередь, от масштабов перемещения и поля региональных дислокаций. В зависимости от направления перемещения смежных блоков и ориентировки их границ по отношению к региональным векторам движения выделяются конвергентные и дивергентные сдвиговые зоны. По масштабам сдвиговых перемещений выделяются три различные модели сдвиговых зон [5]. Это зоны с малыми, средними и большими масштабами перемещений (рис. 5). С каждой обстановкой связаны определенные типы ловушек УВ, это является важным моментом в оценке перспектив нефтегазоносности.
Дислокации Нижнеангарской зоны соответствуют диагональным конвергентным сдвигам со значительными масштабами перемещений. Для конвергентных зон превалируют напряжения сжатия, отмечается повсеместное выжимание материала. Сдвигообразование часто ассоциируется с надвигами и опрокинутыми складками, образуются широкие антиклинории или полосы кулисных антиклинальных складок. В сдвиговых зонах со значительными масштабами перемещения выделяют различные типы ловушек УВ, расположенные непосредственно вдоль сдвиговой зоны и на кулисных антиклиналях, удаленных от сдвига (см. рис. 5). Особый интерес представляют потенциальные ловушки, образующиеся на замыканиях антиклиналей, удаленных от магистрального сдвига, и контролирующиеся синтетическими тектоническими нарушениями. В сводах антиклиналей также могут сохраниться ловушки, но существенно меньших размеров. На первый план выходят ловушки преимущественно тектонически экранированные, расположенные в пределах блоков с наименьшей тектонической раздробленностью. Из этого следует, что поисковые работы в областях, связанных со значительными сдвиговыми перемещениями, целесообразно проводить в широком поясе - до десятков километров, уделяя особое внимание погруженным частям периклиналей, примыкающим к синтетическим сколам со стороны, противоположной магистральному сдвигу.
Для Нижнеангарской зоны перспективы нефтегазоносности связывались, в первую очередь, со сводами присдвиговых брахиантиклинальных структур. Проведенный анализ закономерностей распределения УВ в диагональных конвергентных сдвиговых зонах со значительными масштабами перемещения позволяет значительно расширить области возможного нефтегазонакопления и рассматривать их как перспективные тыловые участки примыкающих блоков, где уменьшение сжатия благоприятствует накоплению УВ.
Проведенный авторами данной статьи геодинамический анализ Нижнеангарской зоны нефтегазонакопления с использованием новейших сейсмических материалов, данных бурения и геологической съемки позволил уточнить строение нефтегазоперспективных ловушек и дать рекомендации по проведению поисковых и разведочных работ. Уточнены границы авлакогена, выделены внутренние зоны этой структуры, расположенные вдоль его оси, отмечены особенности их строения и развития. Выделены перспективные области для формирования скоплений УВ и новый тип потенциальных ловушек.
Литература
1. Клещев К.А. Плитотектонические модели нефтегазоносных бассейнов России / К.А. Клещев, В.С. Шеин // Геология нефти и газа. - 2004 - № 1.
2. Косыгин Ю.А. Докембрийская тектоника Сибири / Ю.А. Косыгин, А.К. Башарин и др. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1964.
3. Стоянов С.С. Механизм формирования разрывных зон. - М.: Недра, 1977.
4. Сурков В.С. Рифтогенез и нефтегазоносные бассейны Сибири // Геология нефти и газа. - 1998. - № 10.
5. Harding Т.Р. Predicting productive trends related to wrench faults // World Oil. - 1976. - V. 182. - № 7.
© A.B. Мигурский, E.C.Носкова, 2007
Geodynamic analysis of Nizhneangarian oil and gas accumulation zone carried out by authors of this article with application of advanced seismic materials, drilling data and geological survey allowed to clarify oil and gas prospective traps structure and provide recommendations on exploration and prospecting works. Aulacogen boundaries are detailed, interior zones of this structure located along its axis are distinguished, peculiarities of their structure and evolution are noted. Promising areas for HC accumulation formation and new type of potential traps are distinguished.
For Nizhneangarian zone, oil and gas prospects were firstly associated with arches of near fault brachyanticlinal structures. Carried out analysis of hydrocarbon distribution regularities in diagonal convergent fault zones with large displacement scales allows to extend areas of probable oil and gas accumulation and consider rear zones of adjacent blocks as prospective where decrease in compression favors HC accumulation.
Рис. 1. ОБЗОРНАЯ КАРТА
Границы элементов нефтегазогеологического районирования: 1 - нефтегазоносных провинций, 2 - нефтегазоносных областей; границы элементов тектонического районирования: 3 - надпорядковых, 4 - I порядка; 5 - месторождения УВ: 1 - Куюмбинское, 2-Оморинское, 3-Юрубчено-Тохомское, 4-Имбинское, 5-Агалеевское, 6- Берямбинское, 7-Собинское, 8- Пайгинское, 9-Братское; нефтегазоносные области: 1 - Южно-Тунгусская, 2 - Байкитская, 3 - Катангская, 4 - Присаяно-Енисейская, 5- Ангаро-Ленская; зоны дислокаций (цифры в кружках): 1 - Имбинско-Кодинская, 2- Бедошемо-Юдуконская, 3 - Бурундинская, 4 - Бедобинская, 5 - Ильбокичско-Берямбинская
Рис. 2. ОСНОВНЫЕ ДИСЛОКАЦИИ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ИРКИНЕЕВО-ЧАДОБЕЦКОГО АВЛАКОГЕНА
А - структурная карта, Б - геолого-геофизический профиль по линии I-I; 1 - изолинии по подошве усольской свиты, м, 2- оси антиклинальных складок, 3-линейные зоны дислокаций, 4 - разрывные нарушения, 5-глубокие скважины, 6- линия профиля
Рис. 3. СХЕМАТИЗИРОВАННЫЙ ГЕОЛОГО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ КОВИНСКОГО ПОДНЯТИЯ ПО СЕЙСМОПРОФИЛЯМ 45а5395-827401 (А) И ЕГО ТЕКТОНОТИП - МЕСТОРОЖДЕНИЕ ЛОНГ-БИЧ [5] (Б)
1 - движение блоков от наблюдателя (а) к наблюдателю (б); 2- разрывные нарушения; 3 - приток газа; 4 - трапповые интрузии; 5 - продуктивная область
Рис. 4. СХЕМА СТРОЕНИЯ ПРИСДВИГОВЫХ АНТИКЛИНАЛЕЙ БЕДОШЕМО-ЮДУКОНСКОГО (А) И АНГАРСКОГО (Б) РАЗЛОМОВ
1 - разрывные нарушения; .2 - поверхность магистрального разрыва; 3 - синтетические разрывные нарушения; 4 - отражающие горизонты; Б - подошва усольской свиты, Ro - эрозионная поверхность рифея
Рис. 5. СДВИГОВЫЕ ЗОНЫ С МАЛЫМ (А), СРЕДНИМ (Б) И БОЛЬШИМ (В) МАСШТАБАМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
1 - потенциальные скопления УВ; 2- поверхность магистрального сдвига