Особенности строения и история формирования структур неокомского возраста в Ямало-Гыданском регионе

УДК 551.24:553.98

В.Ф. Подурушин

Особенности строения и история формирования структур неокомского возраста в Ямало-Гыданском регионе

Ключевые слова:

неоком,

сжатие,

надвиг,

поддвиг,

антиклинальная

складка,

структурная

ловушка.

Keywords:

Neocomian, compression, thrust, underthrust, anticlinal flexure, structural trap.

Развитие Западно-Сибирской плиты в неокомское время отличается усилением тектонической активности, наиболее отчетливо проявившимся на севере Западной Сибири. Повышенная чувствительность северной части плиты к воздействию внешних сил, видимо, объясняется более тонкой, по сравнению с южной половиной, консолидированной частью земной коры и увеличенной мощностью осадочного чехла.

Тектонические события неокома отразились на особенностях гранулометрического и литологического состава осадочных пород, мощности и строении синхронной толщи; появлении угловых несогласий и размывов; количестве, типе и морфологии разрывных нарушений; формировании складчатых структур. По перечисленным признакам восстанавливаются причины деформаций и история формирования структур.

Чехол Западно-Сибирской плиты отлагался в платформенных мегасинеклизах, унаследовавших положение верхнепермско-триасовых рифтогенных впадин. В среднем триасе - юре на севере Западной Сибири существовали две мегасинеклизы -Карская и Ямало-Тазовская, разделенные Южно-Карской мегаседловиной. В неокоме, после возникновения Мессояхской наклонной гряды (порога), Ямало-Тазовская мегасинеклиза была разделена на две более мелкие мегасинеклизы (рис. 1).

Накопление ортоплатформенного чехла в мегасинеклизах проходило с середины триаса, на Южно-Карской мегаседловине - с начала юры. Тенденция общего погружения и снижения амплитуды разрывно-складчатых деформаций доминировала в этом районе до начала раннего мела, включая первую половину берриасского века. Структурные планы юрских отражающих горизонтов (Т4, Т1, Б) конформны друг другу. Келловейско-нижнетитонские отложения (абалакская и гольчихинская свиты) представлены в основном морскими глинами мощностью в среднем 100^120 м, которая увеличивается до 300 м на севере региона [1, 2]. Кульминацией этой тенденции стало формирование маломощной, относительно глубоководной глинистой баженовской свиты в титоне - первой половине берриаса (отражающий горизонт Б). Первичная структура баженовской свиты характеризуется пологим параллельно-слоистым залеганием с незначительным наклоном к обширным депоцентрам. Гранулометрический и литологический составы верхнеюрских свит свидетельствуют, что позднеюрский палеобассейн обрамлялся невысокой сушей, особенно низкой на западе, где гер-цинский складчато-надвиговый пояс Урала превратился в архипелаг островов [3]. Лишь при приближении к Северо-Сибирскому порогу на севере региона, по данным Свердрупской параметрической скважины, титонско-нижнеберриасская толща опес-чанивается, в связи с чем рефлектор Б здесь не прослеживается [4].

Неокомская толща выше отражающего горизонта Б отличается от подстилающих отложений резким изменением состава и внутренней структуры, возрастанием числа одновозрастных разрывных и складчатых дислокаций.

На юрско-нижнеберриасских морских глинах залегает мощная клиноформная толща верхнего берриаса - нижнего готерива, в составе которой нерегулярно сочетаются разнообразные глинистые и песчано-алевритовые фации, отложившиеся в широкой полосе перехода от суши к морю. Этот комплекс выделен в ахскую свиту. Он сформировался в условиях бокового наращивания склона бассейна и регрессии моря.

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

67

обрамление Западно-Сибирской плиты по поверхности юрских отложений

положительные структуры 1-го и 2-го порядков, на которых фиксируется размыв верхне- и среднеюрских отложений: 1 - Северо-Гыданский наклонный мегавал; 2 - Северо-Явайское поднятие; 3 - Бованенковский свод;

4 - Нейтинский вал; 5 - Арктический вал; 6 - Геофизический ме-зовал; 7 - Южно-Ямальский мезо-вал; 8 - Нижнемессояхский мезо-вал; 9 - Среднемессояхский мезовал; 10 - Усть-Портовский мезовал

направление регионального сжатия в неокоме

линии и номера региональных сейсморазведочных профилей

Разрывные нарушения:

надвиги

поддвиги

неопределенного кинематического типа

Надпорядковые структуры:

мегасинеклизы

положительные структуры

мегамоноклизы Внешнего пояса

I - Карская мегасинеклиза; II - Антипаютинско-Тадебеяхинская мегасинеклиза; III - Агапско-Енисейский желоб; IV - Большехетская мегасинеклиза; V - Южно-Карская мегаседловина;

VI - Мессояхская наклонная гряда (порог);

VII - Южно-Ямальская кольцевая структура

Рис. 1. Тектоническая схема Ямало-Гыданского региона для неокомского времени

На п-овах Ямал и Гыдан северо-западное падение клиноформ и уменьшение в том же направлении мощности ахской свиты указывают, что транзит осадочного материала осуществлялся преимущественно с востока и юго-востока на запад и северо-запад. В северной части региона отчетливо выражено падение клиноформ с севера на юг (рис. 2). В непосредственной близости к Уралу, на юго-западе Ямала отмечены небольшие и пологие клиноформы восточного падения, сложенные глинисто-алевритовым материалом и внахлест перекрытые более мощными встречными телами [1, 2, 5]. Таким образом, доминирующим источником обломочного материала в позднем берриасе - раннем готериве было восточное и северное обрамление эпигерцинской

плиты: Таймырский складчато-надвиговый

пояс, Северо-Гыданский наклонный мегавал, Северо-Сибирский порог, Сибирская платформа. Снос с уральской палеосуши имел подчиненное значение.

Кровля неокомского клиноформного комплекса несет признаки эрозионного среза в виде кровельного прилегания к ней отдельных отражающих границ.

Верхнеготеривско-барремская часть нео-комского комплекса сложена параллельнослоистым, равномерно-ритмичным чередованием мелководно-морских, лагунных и континентальных угленосных песчаников, алевролитов и глин танопчинской свиты. В глинистой нейтинской пачке на границе готерива и барре-ма развит отражающий горизонт M [1, 6].

№ 5 (16) / 2013

68

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

ЮЗ СВ

км О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 км

Грабены Рг-Tj Предположительно грабен Р^-Т),

инвертированный в неокоме

а

Отражающие горизонты:

С

Г

М'

Б

Т4

1а

А

АР

Разрывные нарушения

(цифры - идентификационные номера неокомских разломов для их сопоставления на рис. а и б):

неокомские и более ранние

постнеокомские

Рис. 2. Интерпретация временного разреза по сейсмическому профилю 6 (исходные данные заимствованы из [2]):

а - временной разрез

Аптский отражающий горизонт M' (кровля танопчинской свиты) имеет выровненный моноклинальный облик с погружением на запад и значительным смещением депоцентра осадконакопления в том же направлении [1, 7].

Специфика состава и строения неокомского осадочного комплекса свидетельствует о резком подъеме в середине берриасского

века территорий северного и восточного обрамлений Ямало-Гыданского региона при отсутствии аналогичных признаков на Урале. В середине готерива подъем и денудация обрамления плиты скачкообразно замедлились, а на протяжении оставшейся части неокома и в апте скорость этих процессов снижалась постепенно.

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

69

С

Ю

а

J

У

\

)

б

Отражающие горизонты:

Г

М

Б

А

Разрывные нарушения:

предполагаемые автором

указанные предшественниками

Рис. 3. Интерпретация временного разреза по сейсмическому профилю R-25+14+23

На севере Западной Сибири в неокомское время в целом преобладала спокойная тектоническая обстановка и сохранялся остаточный позднеюрско-раннеберриасский морской бассейн, пассивно заполнявшийся телами бокового наращивания. Однако на этом общем фоне в некоторых зонах происходило довольно интенсивное для платформы разломо- и складкообразование, наиболее отчетливо проявившееся в домеловых отложениях (рис. 2-4). Выше середины готерива интенсивность деформаций становится незначительной.

Ранненеокомские разломы Ямало-Гыдан-ского региона простираются, главным образом, в субширотном направлении. На сейсмопрофилях, представляемых обычно при соотношении горизонтального и вертикального масштабов 1:10, эти разломы выглядят как крутопа-

дающие взбросы. Однако в действительности это достаточно пологие надвиги и поддвиги, что выясняется после приведения масштабов к соотношению 1:1 (см. рис. 2-4). К их висячим крыльям часто приурочены антиклинальные складки. Перечисленные свойства свидетельствуют о формировании рассматриваемых разрывных нарушений в обстановке горизонтального субмеридионального сжатия [1].

Наиболее крупной неокомской разрывноскладчатой структурой является надпорядковая Мессояхская наклонная гряда (порог), нарушившая первичную региональную структуру среднетриасово-юрской толщи и разделившая среднемезозойскую Ямало-Тазовскую мегасинеклизу на Антипаютинско-Тадебеяхинскую и Большехетскую мегасинеклизы (см. рис. 1, 3). На вершине гряды частично или полностью

№ 5 (16) / 2013

Время, мс

70

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

а б

Рис. 4. Интерпретация фрагмента временного разреза по сейсмическому профилю 109 м

(исходные данные заимствованы из [1]):

а - временной разрез

размыты отложения верхней юры, местами -верхи среднеюрских отложений. Наиболее ярко наклонная гряда проявлена ниже отражающего горизонта М, при этом вниз по разрезу амплитуда деформаций увеличивается, достигая 1200 м.

Линейная вытянутость гряды в плане, значительная амплитуда, большие темпы роста и сквозной характер с наличием в основании резко поднятого блока фундамента позволяют предполагать, что причиной ее образования послужило крупное разрывное нарушение. Кинематический тип предполагаемого нарушения определяется как надвиг по извилистой линии горизонтального среза и асимметричному строению (см. рис. 3). Сдвиг шарнира гряды к югу, более пологое залегание висячего крыла и более крутое - лежачего свидетельствуют о перемещении висячего крыла (или выжимании блока фундамента) с севера-северо-запада на юг-юго-восток. Неокомский возраст деформаций определяется по размыву на вершине гряды верхнеюрских отложений при взаимной параллельности юрских рефлекторов.

Палеотектонические реконструкции указывают на образование Мессояхской гряды на месте раннетриасовой системы грабенообразных впадин, компенсированных осадконакоплением [8, 9]. В своде гряды разрывные нарушения установлены на Парусовом, Севе-ро-Парусовом, Семаковском, Западно- и Вос-точно-Мессояхском месторождениях. По данным Е.Е. Нечаевой и др., надразломными является также большинство локальных поднятий на северном крыле Мессояхского порога [9].

Отчетливо приразломную природу имеет субширотный Геофизический мезовал, на вершине которого размыты отложения верхней и кровля средней юры. Расположенное на мезо-вале одноименное месторождение осложнено многочисленными разрывными нарушениями, экранирующими часть залежей [9, 10]. Тип разломов однозначно не определяется. По-видимому, Геофизический мезовал формировался на пересечении широтных и меридиональных нарушений.

По данным сейсморазведки [1], на северном окончании Явайского п-ова (северная

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

71

часть п-ова Гыдан) и в прилегающей акватории выделяется разломная зона субширотного простирания, северное крыло которой пододвинуто под южное. Южное крыло приподнято и осложнено надразломной антиклинальной складкой - потенциальной ловушкой углеводородов (см. рис. 4). В кровле антиклинали размыты верхнеюрские отложения.

На Ямале неокомская активизация выразилась в возрождении древних и появлении новых антиклинальных поднятий по юрским отражающим горизонтам. На Бованенковской, Нейтинской и Новопортовской площадях размыты верхнеюрские глины [11] (см. рис. 1). Усилилась контрастность складчатых и разрывных структур северо-западного простирания. Нейтинский (Северо-Арктический) вал приобрел заметную асимметрию: его северовосточное крыло положе юго-западного, ось сдвинута к юго-западу. Выше отражающего горизонта Б амплитуды многих складчатых структур уменьшаются (таблица). Участки размыва юрских отложений расположены над крупным уступом фундамента, образовавшимся в триасе в результате сбросового опускания северного крыла крупнейшего на Ямале Харасавэйско-Каменного разлома [12]. Видимо, в начале нео-кома тип движений по этому разлому изменился на взбросовый.

В притаймырской акватории Карского моря региональной сейсморазведкой выявлен субширотный Северо-Гыданский наклонный мегавал (см. рис. 1, 2). Так же, как Мессояхская наклонная гряда, он асимметричен, с более пологим северо-северо-восточным крылом и смещением шарнира к юго-юго-западу. Мегавал разбит серией надвигов, сместители которых характеризуются падением на северо-северо-восток. На мегавале размыта часть верхнеюрских отложений.

К северу от Северо-Гыданского наклонного мегавала отражающий горизонт Б фиксируется спорадически, в отдельных отрицательных структурах, что однако не свидетельствует об

отсутствии здесь верхнеюрской толщи. Судя по керну Свердрупской параметрической скважины, верхняя юра на севере региона имеет значительное площадное распространение, а исчезновение рефлектора Б вызвано изменением ее состава с глинистого на песчано-алевритовый в связи с мелководностью палеобассейна и залеганием верхнеюрских осадков непосредственно на кристаллических породах [4].

Южнее Северо-Гыданского наклонного мегавала верхнеберриасско-готеривская толща имеет ярко проявленное клиноформное строение, севернее она характеризуется более крупнослоистой и пологой структурой (см. рис. 2).

Описанные структуры и их парагенезы свидетельствуют о том, что во второй половине берриасского - готеривском веках раннего мела на общем спокойном тектоническом фоне в отдельных узких зонах Ямало-Гыданского региона произошли смещения пород к югу. Очевидно, названные подвижки были обусловлены ориентированной в южном направлении силой, источник которой располагался к северу от рассматриваемого региона. Действительно, Северо-Сибирский порог и Таймыр, обрамляющие, соответственно, с севера и востока Южно-Карскую впадину, в неокомское время превратились из морского бассейна в области размыва и сноса тер-ригенного материала [5].

Север Западно-Сибирской плиты в неоко-ме оставался областью относительного тектонического покоя. Его эпигерцинский фундамент в конце поздней перми - триасе подвергся рифтогенезу, пережил интенсивное растяжение и до середины берриаса продолжал прогибаться в режиме слабого пострифтового растяжения. Поскольку уровень горизонтальных напряжений на севере Западной Сибири оказался пониженным, в этом направлении ограниченно выжимались горные массы Северо-Сибирского порога и Таймыра, оказывая на фундамент эпи-герцинской плиты давление, ориентированное в юго-юго-западном направлении.

Сопоставление амплитуд некоторых структур п-ова Ямал по отражающим горизонтам

А, Т„ Б, М, M'

Название структуры Амплитуда по отражающим горизонтам, м

А Т, Б М M’

Бованенковский свод 400 500 500 300 320

Нейтинский вал 400 450 450 250 240

Арктический вал 100 250 250 200 180

Новопортовский вал 200 300 300 250 220

№ 5 (16) / 2013

72

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

В Ямало-Гыданском регионе благодаря неплотной структуре фундамента внутри сближавшихся блоков не произошло значительных и резких деформаций. Здесь возникли только пологие антиклинальные складки, в сводах которых сохранились накопившиеся юрские отложения. Основные деформации сосредоточились в крупных межблоковых зонах:

• в зоне, приближенной и параллельной источнику напряжений - Северо-Сибирскому порогу - оформился Северо-Гыданский наклонный мегавал;

• над разломом, ограничивающим с севера Колтогорско-Уренгойский грабен-рифт, произошло поднятие Северо-Явайской структуры;

• на Ямале над сбросовым уступом Хара-савэйско-Каменного разлома, разделяющим области монолитной и деструцированной континентальной коры, возникла цепь положительных структур, состоящая из Бованенковского свода, Нейтинского (Северо-Арктического) и Арктического (Южно-Арктического) валов;

• в зоне сочленения поперечного и продольного разломов триасового грабена в перекрывающих отложениях сформировался Геофизический мезовал;

• над центральной, наиболее растянутой зоной первичной Ямало-Тазовской мегасинеклизы образовалась Мессояхская наклонная гряда (порог);

• над северо-восточным сегментом жесткого и приподнятого основания Южно-Ямальской кольцевой структуры [12], обращенным навстречу вектору сжимающей силы, появился Новопортовский вал.

Высокая скорость и увеличенные амплитуды подвижек в этих зонах вызвали подводный размыв верхнеюрских и нижнеберриас-ских глинистых отложений, а также, возможно, оползание их верхних нелитифицированных и водонасыщенных слоев.

В послетриасовой истории Западно-Сибирской плиты неокомская активизация является одним из двух наиболее значительных периодов структурообразования. По интенсивности этих процессов с ней сопоставимы только неогеновые движения. В обоих случаях проявились значительные размывы подстилающих отложений, изменился структурный план, расформировались прежние и образовались новые ловушки нефти и газа [13].

Крупные неокомские дизъюнктивные зоны Ямало-Гыданского региона сохраняли подвижность и в дальнейшей истории. На рис. 2 над раннемеловыми надвигами Северо-Гыданского наклонного мегавала распознается широкая зона субвертикальных извилистых и малоамплитудных разрывных нарушений, секущих и деформирующих отражения вплоть до дневной поверхности. Для облегчения восприятия на представленном разрезе показаны лишь наиболее ярко выраженные из них. С этими разрывами связан глубокий (300^400 м) и широкий (свыше 100 км) неогеновый эрозионный врез в верхнемеловые отложения.

Антиклинальные складки, развитые в висячих крыльях надвигов и поддвигов, представляют собой структурные ловушки нефти и газа. Месторождения, выявленные в аллохтоне Мессояхского порога, перечислены выше. В аналогичных структурах на других площадях (см. рис. 2, 4) возможно обнаружение новых газовых залежей.

В заключение следует отметить, что в Ямало-Гыданском регионе наряду с вертикальными и крутопадающими присутствуют пологонаклонные разрывные нарушения типа надвигов и поддвигов. Висячие крылья этих разломов осложнены антиклинальными складками.

Пологие разрывы сформировались в неоко-ме под влиянием тектонической активизации, охватившей северное и восточное обрамление Западно-Сибирской плиты.

Надразломные складки являются структурами с установленной и потенциальной газонефтеносностью.

Список литературы

1. Иванова Н.М. Сейсморазведочные работы в Гыданской и Юрацкой губах для создания непрерывной сети региональных профилей / Н.М. Иванова, Ю.В. Рослов, И.В. Беляев и др. -СПб.: ФГУ НПП «Севморгео», 2008. - 275 с.

2. Иванова Н.М. Региональные сейсморазведочные работы на акватории Обской губы и южной части шельфа Карского моря / Н.М. Иванова, Ю.В. Рослов, И.В. Беляев и др. - СПб.: ФГУ НПП «Севморгео», 2008. -371 с.

3. Тимонин Н.И. Печорская плита: история геологического развития в фанерозое /

Н.И. Тимонин. - Екатеринбург:

Изд-во УрО РАН, 1998. - 238 с.

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

73

4. Грамберг И. С. Параметрические скважины на островах Баренцева и Карского морей /

И.С. Грамберг, И.В. Школа, Е.Г Бро и др. // Советская геология. - 1985. - № 1. - С. 95-98.

5. Никишин В.А. Раннемеловой этап тектонической активизации и его проявление в осадочных бассейнах западной Арктики

и Западной Сибири: электрон. ресурс /

В.А. Никишин, А.А. Поляков, В.В. Обметко // Ломоносов 2011: материалы конференции. -М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011 г. -http://lomonosov-msu.ru/rus/lomono.sov.html

6. Старикова И.Ю. Обработка и интерпретация сейсмических материалов прошлых

лет по полуострову Гыданский: отчет (Государственный контракт № 202/05) /

И.Ю. Старикова, И.И. Павлов, И.А. Плесовских и др. - Тюмень: СибНАЦ, 2006. - 329 с.

7. Пенягин П.В. Переработка и интерпретация сейсмических материалов прошлых лет

по полуострову Гыдан: отчет / П.В. Пенягин, И.А. Плесовских, Н.П. Дещеня. - Тюмень: СибНАЦ, 2004. - 393 с.

8. Конторович В.А. Тектоника

и нефтегазоносность западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба / В.А. Конторович // Геология и геофизика. -2011. - Т 52. - № 8. - С. 1027-1050.

9. Нечаева Е.Е. Геолого-экономическая оценка подготовки ресурсной базы углеводородного сырья на полуострове Гыдан / Е.Е. Нечаева, Н.П. Дещеня, И.А. Плесовских и др. - Тюмень: СибНАЦ, 2004. - 1018 с.

10. Тектоническая карта юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Масштаб 1:6500000 / под ред.

A. Э. Конторовича. - Новосибирск:

ИГНГ СО РАН, 2000.

11. Фомичев В.А. Литология разрезов Ямальской и Гыданской нефтегазоносных областей /

B. А. Фомичев, Н.К. Волкова; под ред.

О.М. Нелепченко // Литология разрезов Западной Сибири по геофизическим исследованиям: сб. науч. тр. - Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 1989. - С. 51-59.

12. Подурушин В.Ф. Тектоника фундамента и ее влияние на формирование газового потенциала полуострова Ямал / В.Ф. Подурушин; под ред. В.А. Скоробогатова // Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.: сб. науч. статей. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. - С. 65-72.

13. Рудкевич М.Я. Нефтегазоносные комплексы Западно-Сибирского бассейна / М.Я. Рудкевич, Л.С. Озеранская, Н.Ф. Чистякова. - М.: Недра, 1988. - 303 с.

№ 5 (16) / 2013