Рифейский магматизм – поисковый признак нефтеносности нижнекаменноугольных отложений в Камско-Бельском авлакогене (Татарстан)

УДК 553.98

РИФЕЙСКИЙ МАГМАТИЗМ - ПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК НЕФТЕНОСНОСТИ НИЖНЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В КАМСКО-БЕЛЬСКОМ АВЛАКОГЕНЕ

И.А.Ларочкина, И.Ф.Валеева, В.А.Сухова

Погребенный позднепротерозойский Камско-Бельский авлакоген на территории Восточного Татарстана в палеозойской осадочной толще характеризуется обедненным характером нефтеносности. Анализ взаимоотношений между контурами залежей нефти в продуктивных горизонтах нижнекаменноугольного комплекса и зонами рифейского магматизма свидетельствует об их плановых совпадениях. В этой связи перспективные участки, связанные с мелкими погребенными ловушками нефти в осадочной толще палеозоя, прогнозируются в зонах проявления рифейских магматических тел, местонахождение которых выявляется комплексной интерпретацией сейсморазведки с данными магнито- и гравиразведки.

Ключевые слова: протерозой; магматизм; интрузии; залежь; месторождение; внутриформационный прогиб; седиментация; бортовая и осевая зоны.

Комплекс отложений осадочного докембрия — рифей-вендских верхнепротерозойских образований в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции всегда привлекал внимание практиков и ученых. Выдвигались гипотезы о его высоком нефтегазогенерационном потенциале и широких перспективах, бурились параметрические скважины, тем не менее состояние изученности перспектив его нефтегазо-носности находится на начальном этапе, а его нефтегазовый потенциал так и остался пока категорией "terra incognita". Хотя нефтепрояв-ления различной интенсивности известны в нескольких десятках глубоких скважин, на территории Удмуртии и Башкортостана в Камско-Бельском авлакогене открыты единичные залежи нефти.

На территории Татарстана Камско-Бельский авлакоген, выполненный рифей-вендскими отложениями и граничащий на крайнем востоке с Башкортостаном и Удмуртией, занимает небольшую площадь — всего 3,3 тыс. км2. В настоящее время в нем не установлено визуальных признаков нефтеносности

ни в рифей-вендских, ни в залегающих выше по разрезу девонских отложениях; залежи нефти на этой территории приурочены исключительно к каменноугольному комплексу — терригенным и карбонатным коллекторам. Парадоксально, что на высокоизученной региональными и детальными геофизическими исследованиями и глубоким бурением территории Восточного Татарстана на фоне высокоперспективных земель с концентрированным ареалом нефтеносности, где сосредоточены крупные месторождения и уникальное Ромашкинское, расположена небольшая площадь, характеризующаяся рассеянным ареалом нефтеносности палеозойского разреза.

Постановка комплексных исследований и изучение авторами статьи перспектив нефтегазоносно-сти рифей-вендского комплекса в Камско-Бельском авлакогене позволили выявить прямую зависимость между рифейскими магматическими интрузиями и нефтеносностью нижнекаменноугольных отложений на территории Актаныш-Чишминского прогиба, северная

часть которого совпадает в плане с Камско-Бельским авлакогеном. Именно поэтому рифейский магматизм целесообразно использовать как поисковый критерий для прогноза нефтеперспективных объектов в палеозойских отложениях.

В тектоническом отношении плановое совпадение позднедевон-раннекаменноугольного Актаныш-Чишминского прогиба Камско-Ки-нельской системы с позднепротеро-зойским Камско-Бельским авлако-геном в определенной степени предполагает его унаследованность.

В нашем случае исследования связей структурных форм различных порядков в верхнепротерозойском и палеозойском структурных этажах, их генезиса позволили получить принципиально новую информацию о закономерностях размещения ловушек нефти и их перспективах в верхних осадочных слоях.

Известно, что нефтеносность Актаныш-Чишминского прогиба носит обедненный характер: здесь установлено всего шесть мельчайших месторождений (Киче-Наратское, Дружбинское, Восточно-Дружбин-

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 22013

ское, Гарейское, Карачевское и Аг-бязовское) с нефтенасыщенностью одного или двух продуктивных горизонтов в терригенном комплексе нижнекаменноугольных отложений. Чаще всего продуктивный горизонт представлен маломощным пластом тульского возраста. Все они размещаются в осевой зоне прогиба и контролируются погребенными малоамплитудными и малоразмерными структурными формами седи-ментационного, седиментационно-тектонического и тектоно-седимен-тационного генезисов, образованными вследствие облекания песчаных линз, биостромных карбонатных тел, слабовыраженных выступов фундамента.

К иной категории поднятий на описываемой территории относится Актанышское месторождение, которое контролируется протяженным валообразным поднятием се-диментационно-тектонического генезиса, расположенным в восточной внутренней бортовой зоне прогиба и ее создавшим. Актанышская валообразная зона является частью регионального тектонического Кы-рыкмасско-Актанышско-Манчаров-ского вала, который прослеживается на расстоянии 150 км от северных границ Татарстана (р.Кырык-масс), пересекает юг Удмуртии и протягивается до р.Чермасан в Башкортостане. На территории Татарстана она достаточно хорошо изучена сейсморазведкой МОГТ 2D и 3D, разбурена эксплуатационной сетью скважин.

По результатам сейсморазве-дочных исследований ОАО "ТНГ-Групп" в районе валообразной зоны поверхность фундамента находится на гипсометрическом уровне -5,2...-5,9 км. В северо-восточном направлении наблюдается ее резкое моноклинальное погружение. Вдоль ее юго-западной бортовой зоны кровля кристаллического основания резко опускается, амплитуда ступеней варьирует от 250 до 400 м. На поверхности моноклинали сейсморазведкой закартиро-ваны многочисленные разрывные нарушения преимущественно севе-

ро-западного простирания, расколовшие фундамент на мелкие, вертикально смещенные относительно друг друга блоки. Кровля верхнепротерозойских образований не соответствует фундаменту: на месте глубокой грабенообразной впадины сформирована система поднятий, расположенных линейной цепочкой вдоль разломных зон северо-западного простирания. Поверхность рифейского комплекса дифференцирована, амплитуда локальных поднятий составляет 20-30 м с общим выполаживанием структурной поверхности с юго-востока на северо-запад. Ядра локальных структурных форм сформированы изверженными магматическими породами диабазовой формации. По результатам изучения этих пород Б.С.Ситдиковым в скв. 22, 54, 71 Актанышской площади вскрытые на различную глубину (от 5 до 47 м) габбро-диабазы датируются ри-фейским возрастом. Поверхность рифей-вендских отложений разбита разноориентированными непротяженными тектоническими нарушениями, контролирующими как локальные поднятия, так и зоны погружений.

Выявленные в кровле рифей-вендской толщи поднятия являются новообразованными и, очевидно, сформированы инъекциями интрузивных тел, внедрившихся по раз-ломным зонам кристаллического фундамента. Именно эта система поднятий послужила максимально комфортным местом, на котором закрепилось и сформировалось в осадочной толще палеозоя уникальное барьерное Актанышское сооружение, сложенное рифовыми постройками турнейского возраста.

Поверхность девонских отложений, несогласно перекрывающих верхнепротерозойские осадки, повторяет рифей-вендский план. Как и в строении подстилающего комплекса, в кровле девона четко трассируется линейная валообразная зона, выстроенная группой морфологически слабовыраженных локальных поднятий с амплитудой не более 20 м.

Структурная поверхность кровли турнейского яруса коренным образом отличается от вышеописанных. Морфологически выраженная валообразная зона северо-западного простирания амплитудой 25-30 м, ограничена бортовыми уступами, крутым (высотой более 60 м) — с юго-запада, пологим и широким — с северо-востока. Генетически вал представляет собой барьерный риф, сложенный биогенными постройками черепетского возраста, выросший во внутренней бортовой зоне Актаныш-Чишминского прогиба Камско-Кинельской системы. Точнее, его формирование и окончательное оформление происходило в черепетское время в условиях палеошельфа. На территории Татарстана барьерный риф имеет длину 20 км и ширину 2-3 км. Строго параллельный ему Арланско-Дюр-тюлинский барьерный риф, размещающийся на территории Башкортостана, более древний по времени происхождения, сложен фаменски-ми биогермными известняками [2, 3]. Ниже фаменских известняков вырисовывается пологая моноклиналь. Параметрическая скв. 7000, пробуренная на Арланском месторождении, вскрыла под девонскими осадками породы протерозоя. Оба барьерных рифовых сооружения — Актанышское и Арланско-Дюртю-линское сформировались в центральной части протерозойского Кам-ско-Бельского авлакогена и имеют одну природу.

Геолого-геофизические исследования строения рифей-вендской толщи в Камско-Бельском авлако-гене показали, что существуют некие взаимоотношения между установленными залежами нефти в продуктивных горизонтах нижнекаменноугольных отложений и зонами проявления рифейского магматизма. Рядом глубоких скважин в верхнепротерозойской толще вскрыты магматические породы основного состава, в частности скв. 98 — на Киче-Наратском месторождении, скв. 20005 — на Карачевском, скв. 22, 54, 71 — на Актанышском. Инъек-тивные магматические тела образо-

OJL AND GAS GEOLOGY, 22013-

1 - интрузии габбро-диабазов; 2 - при-контактные изменения вмещающих пород; 3 - органогенные постройки

ваны в результате внедрения магмы по разломам фундамента с формированием интрузивных тел типа даек, лакколитов и штоков.

Характеристика магматических пород, характер их залегания, приуроченность к разломным зонам в кристаллическом фундаменте и результаты макро- и микроскопического описания керна свидетельствуют о том, что они являются интрузивными телами рифейского возраста [1]. Одновременно вышеперечисленными скважинами выявлены залежи нефти в нижнекаменноугольной толще пород.

Заметим, что малоамплитудные нефтеносные поднятия, контролирующие залежи в терригенных кол-

лекторах нижнекаменноугольных отложений на землях планового совпадения Актаныш-Чишминского прогиба с Камско-Бельским авла-когеном, сформированы как структуры облекания невысоких био-стромов, образованных над рифей-скими интрузивными телами, например Киче-Наратское, Карачев-ское. Залежи этих месторождений корреспондируют с зонами увеличенных мощностей турнейского яруса до 100 м по сравнению с их 50-м мощностью вне авлакогена и в полосе северо-западного простирания, разделяющей вышеописываемую и Актанышский вал. Однако в пределах последнего, одновременно являющегося внутренним бортом прогиба, мощности турнейских отложений резко возрастают до 250-300 м. Объяснением этому служит то, что крупное сложнопостро-енное магматическое тело, сформированное в области интенсивного проявления разломной тектоники, послужило весьма удобным основанием для расселения и роста здесь крупной связки рифовых построек барьерного типа.

Если на отдельных участках рифейский магматизм проявлялся излиянием магмы в виде лавы с образованием магматических тел типа силлов и лополитов, не сформировавших структур сколь-нибудь значительной амплитуды, то на Акта-нышском блоке происходило внедрение магмы с образованием интрузивных тел типа штоков, лакколитов и даек, обусловивших антиклинальные изгибы в рифейской, в меньшей степени в вендской толщах. Часть магматических тел, не доходя до поверхности дна протерозойского бассейна, деформировала и видоизменяла структурный план уже отложившихся осадков. Таким образом, в образовании как малых структурных форм, так и крупной Актанышской на территории Кам-ско-Бельского авлакогена решающее значение играл тектонический фактор. Масштаб его влияния определил размеры и амплитуду биогенных карбонатных построек в девон-каменноугольной толще, сфор-

мировавших ловушки как собственно в турнейском ярусе, так и в облекающих терригенных породах. В.П.Степанов, А.В.Степанов, И.В.Степанов — авторы методологии изучения строения кристаллического фундамента и осадочного чехла Волго-Уральской провинции отмечают, что рифогенные постройки, платформенный магматизм и раз-ломная тектоника выступают как взаимосвязанная система [4].

Анализ волновой картины временных сейсмических разрезов позволил выделить и локализовать в пределах юго-восточной части Кам-ско-Бельского авлакогена систему интрузивных магматогенных тел, корреспондирующих с зонами разломов. На фрагменте сейсмического разреза, по данным ОАО "ТНГ-Групп", отчетливо прослеживаются контуры магматической интрузии в толще рифейских пород (рисунок). Глубоким бурением в ряде скважин на этих участках выявлены габбро-диабазы. Здесь же, в осевой зоне наложенного Актаныш-Чиш-минского прогиба, фиксируется увеличение мощности девонских карбонатных пород до 130 м, что свидетельствует о существовании в позднедевонском бассейне седиментации условий для зарождения и относительно непродолжительного развития биогенных образований типа биостромов на приподнятых участках дна. Ширина осевой зоны — 50 км, выполнена она комплексом отложений депрессионного типа, для которого характерны сокращенные мощности фаменских и турнейских осадков, представленных темными глинистыми, битуминозными окремнелыми известняками, мергелями и сланцами, и большие мощности песчано-глинистых осадков косьвинского и радаев-ско-бобриковского горизонтов, суммарно достигающих 200-350 м. Рельеф девонской поверхности к началу турнейского времени осад-конакопления в Актаныш-Чишмин-ском прогибе был неровным. Наиболее выступающие фрагменты ва-лообразных зон послужили своего рода подводными островами, уро-

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 22013

вень и условия которых благоприятствовали турнейскому рифообра-зованию.

Интрузивные тела, внедрившиеся по разломным зонам фундамента на рифейском этапе, сформировали новообразованные поднятия в рифей-вендской толще, из которых наиболее амплитудные, сохранившие выраженность после предвенд-ского размыва, являлись структуро-формирующими и для более молодых отложений. Система разлом-ных зон и интрузивных магматических тел создавала повышенный температурный фон, обеспечивала поступление глубинных флюидов и благоприятствовала росту как отдельных рифов, биостромов, так и их систем, типа Актанышской, над которыми, в свою очередь, формировались структуры облекания.

Итак, результаты палеотекто-нических реконструкций и сопоставление их с данными геофизических исследований и бурения свидетельствуют о прямом участии ри-фейского магматизма в формировании нефтеносных структур в нижнекаменноугольных отложениях. Доказано, что места проявления интрузий сопровождаются зонами локального увеличения мощности верхнедевонских и турнейских комплексов отложений, формирующих поднятия и структуры их облека-ния. Новый подход к уточнению природы поднятий, закартирован-ных сейсморазведкой, будет способствовать определению участков, наиболее перспективных на поиски залежей нефти в пределах слабо изученной бурением территории Актаныш-Чишминского прогиба. И если на большей части осевой зоны прогиба поиски должны быть ориентированы на участки увеличенных мощностей линзовидных песчаных тел радаевско-бобриковских отложений, то в границах Камско-Бель-ского авлакогена перспективы нефтеносности связаны с зонами проявления рифейского магматизма, которые могут быть локализованы целенаправленной интерпретацией материалов сейсморазведочных работ в комплексе с данными магни-

то- и гравиразведки. В условиях поздней стадии геолого-разведочного процесса и эти малоразмерные объекты представляют практический интерес для их освоения.

Литература

1. Аксенов Е.М. Стратиграфия и основные этапы развития верхнепротерозойских палеобассейнов Волго-Ура-льской провинции / Е.М.Аксенов, В.В.Баранов, А.Н.Диденко и др. // Материалы Всероссийского совещания. Стратиграфия, палеонтология и перспективы нефтегазоносности рифея и венда восточной части Восточно-Европейской платформы. — Ч. 1. — Уфа, 1999.

2. Лозин Е.В. Разработка уникального Арланского нефтяного месторождения востока Русской плиты. — Уфа: Изд. Скиф, 2012.

3. Мкртчян О.М. Закономерности размещения структурных форм на востоке Русской плиты. — М.: Наука, 1980.

4. Степанов В.П. Методология изучения строения кристаллического фундамента и осадочного чехла Волжско-Камской антеклизы по комплексу геолого-геофизических данных / В.П.Степанов, А.В.Степанов, И.В.Степанов. — Казань: Изд-во Плутон, 2005.

© И.А.Ларочкина, И.Ф.Валеева, В.А.Сухова, 2013

Ирина Андреевна Ларочкина, главный специалист, доктор геолого-минералогических наук, larochkina.irina@mail.ru;

Ильвера Фаритовна Валеева, заведующая лабораторией, nicpp@mail.ru;

Вера Александровна Сухова,

старший научный сотрудник, vasuchova@yandex.ru.

RIPHEAN MAGMATISM - THE SEARCHING SIGN OF OIL POTENTIAL OF LOWER CARBONIJEROUS DEPOSITS IN KAMSKO-BELSKY AVLAKOGENE

Larochkina I.A., Valeyeva IF., Sukhova V.A.

Buried Late-Proterozoic Kamsko-Belsky avlakogene in the territory of East Tatars-tan is characterized in Paleozoic sedimentary rock mass by depleted character of oil potential. Analysis of the relations between contours of oil-deposits in productive horizons of Lower Carbonijerous complex and zones of Riphean magmatism shows its planned coincidences. In this connection, perspective plots, connected with small buried oil traps in Paleozoic sedimentary rock, are forecasting in zones of Riphean magmatic bodies showing, which location is detecting by complex seismic exploration interpretation with magnetic and gravity prospecting data.

Key words: Proterozoic; magmatism; intrusive body; deposit; oil-field; intraformational depression; sedimentation; edgeand axial zones.

OIL AND GAS GEOLOGY, 22013.