Научная статья на тему 'Литостратиграфический метод при определении возраста рифейских отложений (на примере Мезенского бассейна)'

Литостратиграфический метод при определении возраста рифейских отложений (на примере Мезенского бассейна) Текст научной статьи по специальности «Геология»

CC BY
157
22
Поделиться

Аннотация научной статьи по геологии, автор научной работы — Аплонов С. В., Лебедев Б. А., Тимошенкова Н. В.

На примере мезозойско-кайнозойского осадочного чехла северной части Западно-Сибирского бассейна определены универсальные седиментологические признаки отложений, накапливающихся в условиях гармоничного развития, подчинения бассейна глобальной цикличности седиментации в результате его заложения над областью с рифтогенной корой на окраине новообразованного суперконтинента. По аналогии с мезозойско-кайнозойским глобальным циклом, в литостратотипическом рифейском разрезе Урала выделены 5 циклов, характеризующихся той же последовательностью литологических событий. В Мезенском бассейне, где сейчас возобновлены региональные нефтегазопоисковые работы, гармоничными формациями представлена примерно треть от двух верхних (постгренвильских) циклов. Вместе с другими исследованиями, применение литостратиграфического метода (определения возраста отложений по последовательности единых глобальных событий) в Мезенском бассейне позволило понять причины неуспеха проведенных ранее нефтепоисковых работ, а также выделить области в восточной (притиманской) части бассейна, где наиболее вероятно сохранение от размыва верхнерифейских отложений со свойствами, достаточными для промышленной нефтегазоносности. Библиогр. 22 назв. Ил. 5 Табл. 1.

Похожие темы научных работ по геологии , автор научной работы — Аплонов С. В., Лебедев Б. А., Тимошенкова Н. В.,

The lithostratigraphic method of determination of Riphean Ural sedimentary layer age (on the example of the Mezen basin)

The ideal harmonic sedimentation during Mesozoic and Cenozoic is a characteristic feature of the sedimentary cover in the West Siberian basin northern part. Harmonic development took place over the rift basins originated ofi the newly-formed supercontinental margins. By analogy with Mesozoic Cenozoic global cycle, 5 cycles with the same lithological event order are described in the Riphean Ural section. In the Mezen sedimentary basin about one third of two upper Post-Grenvillean cycles are presented by harmonic formations. On the base of lithostratigraphic correlation of the global events in the Mezen Riphean section the age of sedimentary layers is determined. The lack of success in the past oil exploration over the Mezen basin became clear. The areas with potentially productible Riphean section iss delineated in the eastern part of the Mezen sedimentary basin.

Текст научной работы на тему «Литостратиграфический метод при определении возраста рифейских отложений (на примере Мезенского бассейна)»

Сер. 7 2007 Вып. 2

ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.2/3:553.9

C.B. Аплонов, Б.А. Лебедев, Н.В. Тгшошенкова

ЛИТОСТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВОЗРАСТА РИФЕЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ МЕЗЕНСКОГО БАССЕЙНА)

Событийная шкала, то есть строгая последовательность накопления литологических тел определенного состава в зависимости от времени, была построена для богатых нефтегазоносных бассейнов. Начало этим исследованиям положено в сейсмостратиграфии - именно на сейсмических разрезах лучше всего выделяются синхронные поверхности, которые прослеживаются вомногих осадочных бассейнах мира и отвечают границам между формациями с резко отличающимися физическими свойствами. На основе обработки сейсмических данных и каротажа принято считать, что смена формаций в разрезах обусловлена глобальными трансгрессивно-регрессивными циклами [1,2, 3, 4].

Позднее нами было введено понятие гармоничного развития - вовлечения конкретного осадочного бассейна в глобальную седиментационную цикличность крупного порядка [5, 6]. Гармоничные бассейны закладываются в областях с океанической корой на краях новообразованных суперконтинентов (в девоне - Еврамерики, в триасе - Пангеи) в результате кратковременного спрединга, прерываемого лавинным вулканогенно-грубо-обломочным осадконакоплением. Средняя длительность глобального цикла составляет 210 млн. лет, то есть приблизительно отвечает галактическому году. В бассейнах, на которые не распространяется глобальная цикличность, действуют региональные тектонические факторы. Такое развитие называется дисгармоничным.

Зависимость, приближающаяся к идеальной, характерна для Западно-Сибирского осадочного бассейна. Почти на всей его территории, за исключением узкой краевой области, гармоничное развитие продолжалось в течение всего мезозойско-кайнозойского глобального цикла, причем накапливались только терригенные отложения. Такая «простота» строения западно-сибирского осадочного чехла позволила показать, что в составе цикла гармоничного развития (рис. 1), выделяется семь формационных рядов со временем накопления каждого около 30 млн. лет, а любой из рядов делится на три формации с временным объемом приблизительно по 10 млн. лет [7].

Стадия глобальной суши (начало цикла) представлена сперва вулканогенно-гру-бообломочным формационным рядом и затем грубообломочным и песчано-глинистым угленосными. На трансгрессивной стадии накапливались глинистый и позднее песчано-глинистый формационные ряды. Наконец, стадиям эпиконтинентальных морей и регрессивной отвечают каждой по одному глинистому формационному ряду. Как результат, для

© C.B. Аплонов, Б.А. Лебедев, Н.В, Тимошенкова, 2006

Рис.1. Формационное расчленение мезозойско-кайнозойского гармоничного разреза (север Западной Сибири, Ево-Яхинская скв. 356).

Породы: 1 - грубообломочные, 2 - песчаники (аркозы), 3 - песчаники (литокласты), 4 - глинистые, 5 - черные сланцы, 6 - глинистые по вулканитам, 7 - эффузивы и силлы среднего и основного состава, 8 - фундаменты. Характерные признаки: 9 - прослои и линзы кремнистых пород, 10 - угленосность, 11 - несогласия.

Западно-Сибирского бассейна удалось рассчитать и наиболее точные скорости осадко-накопления для различных терригенных формаций, к которым были добавлены скорости накопления карбонатных и эвапоритовых формаций из бассейнов Персидского залива (см. рис.1, табл. 1), характеризующихся той же последовательностью событий (глобальных), но при другом климате (тетические разрезы вместо бореальных).

Все полученные величины, распространенные нами далее на средне-позднепалео-зойский и вендско-раннепалеозойский глобальные циклы [8], широко использовались в различных осадочных бассейнах мира при определении возраста, например, продуктивных песчано-глинистых толщ, в которых полностью отсутствуют остатки организмов (с учетом возрастного скольжения формаций в пределах Западной Сибири до 4, а по всему миру до 10 млн. лет). Однако, разумеется, это лишь частности, тогда как основным методом определения возраста для фанерозоя остается палеонтологический. Совсем другое дело - докембрий. Даже для среднего и верхнего рифея ошибки в датировках хорошо фаунистически охарактеризованных разрезов достигают 50-100 млн. лет, а если фауны и изотопных датировок мало, то и еще больше.

Впервые возможности использования литостратиграфического метода для докембрия продемонстрировал Л.И. Салоп [9]. Его основная идея сводится к тому, что в древних толщах изотопный и палеонтологический методы обеспечивают лишь временные метки, тогда как для привязки всего разреза ведущим при определении возраста становится поступательное изменение состава осадочно-вулканогенных отложений. При этом если для раннего докембрия главными являются эволюционные (необратимые) изменения, то для акиткания и рифея - циклические. Такой подход, предложенный Л.И. Салопом более 20 лет назад, согласуется с широко принятыми теперь процедурами выделения и прослеживания литостратиграфических подразделений [10,11].

На рис. 2 предпринята попытка составления единых литостратиграфической и временной колонок для всего рифейского разреза Урала, В соответствии с рассмотренными геодинамическими принципами, в анализ по возможности вовлекались те свиты (формации) в разных частях Урала, которые накапливались на этапах гармоничного развития. Только для них возможно применение литостратиграфического метода, поскольку они подчиняются глобальной цикличности седиментации.

Нетрудно видеть, что в уральском рифее выделяется 5 циклов, аналогичных по времени (галактический год) западно-сибирскому. Все циклы, если они достаточно полные, имеют сходную последовательность событий: в их нижних частях доминируют обломочные, как правило, грубообломочные породы, часто чередующиеся с вулканитами. Далее следуют существенно глинистые формации, обычно включающие черные сланцы. Наконец, в верхней части разреза чередуются разные по мощности песчаные, глинистые и карбонатные породы, причем венчают разрез почти всегда толщи со значительной долей глинистых отложений. Как наиболее близкие к «идеальным», взяты разрезы Южного Урала, а для верхнего из пяти циклов - Полюдова кряжа (последний разрез наиболее похож на разрезы Вычегодской впадины - юго-восточной части Мезенского бассейна). Сами разрезы, их палеонтологические и изотопные датировки, как и сведения о вещественном составе отложений взяты из, видимо, самой лучшей современной монографии на эту тему, опубликованной А.В.Масловым с соавторами [12], а также из публикаций М.А.Семихатова и др. [13], Стратиграфического словаря [14] и других работ.

Пользуясь закономерностями, свойственными фанерозою, нетрудно привязать уральские циклы к глобальным, учитывая при этом отклонения продолжительности отдельных

Таблица 1

Средние скорости осадконакоплеиия (м/млн лет)* различных формаций в мезозойско-кабнозойском глобальном цикле

для нефтегазоносных бассейнов Западной Сибири и Персидского залива

Стадии глобального цикла Западно-Сибирский бассейн Бассейн Персидского залива

Формационный ряд Формации Формационный ряд Формации

Состав Скорости, м/млн лет Состав Скорости, м/млн лет

Регрессивная (64-33 млн лет) Глинистый Глинистые 14-18, в среднем 16 Карбон атно-глинистый Карбонатные 60-70, в среднем 64

Глинисто-мергельные 28-43, в среднем 35

Эпиконтинентальных морей (93-64 млн лет) Глинистый Глинистые 12-26, в среднем ЗЬ Карбонашо-пганистый Мергеяьно-карбонатные 37-68, в среднем 50

Карбонатно-пганистые с черными сланцами 50-65, в среднем 58

Трансгрессивная (149-93 млн лет) Песчано-глинистый Глинисто-песчаные 80-100, в среднем 90 Песчано-глинистый с прослоями карбонатов Песчано-глинистые 65-90, в среднем 80

Песчано-глинистые 50-65, в среднем 57 Мергеяьно-карбонатные 40-60, в среднем 50

Глинистый Глинистые 20-28, в среднем 24 Карбонатно-эвапоритовый Карбонатные 45-65, в среднем 56

Песчано-алеврито-глинистые 30—40, в среднем 35 V Глинисто-мергельные 65-85, в среднем 75

Черные сланцы 7-9, в среднем 8 Черносланцево-карбонатно-эвапоритовые 70-90, в среднем 80

Суша (248-149 млн лет) Песчано-глинистый Глинистые 30-35, в среднем 32 Карбонатный Карбонатные 40-50, в среднем 44

Песчано-глинистые 49—57, в среднем 53 Глинисто-мергельные 35-50, в среднем 42

Грубообяомочный Грубо обломочно-глинистые 25-35, в среднем 30 Карбонатно-терригенный Песчано-глинистые 33-45, в среднем 40

Глинисто-карбонатные 20-30, в среднем 25

Вулканогенно-грубообломочный Грубообломочно-гЛинистые 70-90, в среднем 80 Отложения не достигнуты бурением

Обломочно-вулканогенные 190-250, в среднем 220

* При определении скоростей учтена степень уплотнения пород.

з 4

-:■►>:= 7 ЩЩ 8

r~I—I—Г"1 л л л л

Л А л А Л к А

11

13

15

^ \ У

10

12

14

16

Рмс. 2. Литостратотипический разрез рифейских гармоничных отложений (сводный по разным районам Урала): А - литолого-стратиграфическая колонка, В - распределение этапов гармоничного и дисгармоничного развития.

Породы: 1- грубообломочные, 2 - песчаники (кварцевые), 3 - песчаники (полимиктовые), 4 - алевролиты, 5 - глинистые, 6 - черные сланцы, 7 - глинистые породы, обогащенные органическим веществом, 8 - мергели, 9 - известняки, 10 - известняки с органогенными постройками, 11 - доломиты, 12 - эффузивы кислые, 13 -эффузивы средние и основные. 14 - несогласия, 15-гармоничные отложения, 16-перерывы с размывами.

I-V - глобальные циклы (длительностью от 180 до 240 млн лет).

циклов от средней длительности галактического года. Такие отклонения зависят от размера и широтного положения образующихся суперконтинентов. Ранее нами было показано [8], что длительность циклов колеблется от 180 до 240 млн. лет, лишь в среднем составляя 210 млн. лет (примерная продолжительность галактического года).

На временной колонке показаны, наряду с сохранившимися гармоничными отложениями, перерывы, сопровождающиеся размывом отложений. Уральский литостратотипи-ческий разрез можно использовать в качестве эталона для ориентировочного определения времени гармонии в рифейских разрезах из любых осадочных бассейнов мира. Правда, ограничением является доля времени, отвечающая накоплению сохранившихся от размыва гармоничных отложений от общей длительности глобального цикла. Чем больше эта доля, тем точнее корреляция рвазрезов на большие расстояния, в том числе на разных континентах. Разумеется, всегда принципиальное значение имеют независимые возрастные метки - изотопные и палеонтологические данные.

384042444648505254

i 1 2 * 3*4

Рис. 3. Схема мощностей рифейских отложений в Мезенском осадочном бассейне (составлена по данным региональной сейсморазведки МОГТ, КМПВ, ГСЗ, с использованием результатов интерпретации гравитационных и магнитных данных).

I - изопахиты рифейских отложений, км (заштрихованы контуры областей, где мощность рифейских отложений превышает 4 км); 2 - профили региональной сейсморазведки МОГТ, выполняемой ФГУ НПП «Спецгеофизика» с 1999г. (по состоянию на 31.12.2003г.); 3 - параметрические скважины Средне-Няфтинская 21 (СН-21) и Кельтменская 1 (К-1), бурение которых закончено после 2000г.; 4 - глубокие скважины, пробуренные в 1960-70-е гг. и вскрывшие различные части докембрийского разреза. Ц ифры в кружках - основные структуры (1 - Пешская впадина, 2 - Несско-Тьшугсюе поднятие, 3 - Сафоновский прогиб, 4 - Устъ-Мезенский прогиб, 5 - Мезенское поднятие, 6 - Лешуконский прогиб, 7 - Архангельский выступ, 8 - Полтавское поднятие, 9 - Пинежский прогиб, 10 - Верхнепинежский прогиб,

II - Вашкинский выступ, 12 - Котласский прогиб, 13 - Вычегодский прогиб, 14 - Кандалакшский прогиб).

В качестве примера использования литостратиграфического метода в условиях, приближающихся к критическим (см. выше), выбран разрез Средне-Няфтинской поисково-параметрической скважины в северной части Мезенского бассейна, бурение которой завершено ОАО «Архангельскгеолдобыча» в 2000 году (местоположение скважины - на рис.3). Скважина прошла весь верхний рифей и была остановлена в отложениях среднего рифея. В ней впервые за полувековую историю изучения Мезенского бассейна были проведены на высоком уровне каротажные, петрофизические и петрографические исследования. Из всего разреза скважины глубиной 4253 м нами выбрана только постгренвильская часть рифея (соответствующая двум верхним уральским циклам), из которой, по нашим расчетам [15,16], время накопления сохранившихся гармоничных отложений составляет около трети (рис.4). Этот процент является самым высоким из всех скважин, пробуренных пока в Мезенском бассейне.

У Средне-Няфтинской скважины есть и другие достоинства, из которых следует особо выделить два. Первое из них то, что скважина пробурена на Лофтуро-Айпинском лицензионном участке (см. рис.3), где недавно ОАО «Архангельскгеолразведка» впервые проведена площадная сейсморазведка МОГТ, позволившая обосновать выдержанность горизонтов в гармоничной части разреза - важное свидетельство гармонии. Второе достоинство, о котором уже сказано выше - высокое качество проводки скважины и каротажа, а также большой объем отобранного керна, обеспечивший детальные петрофизические и петрографические исследования.

Хотя цели сейсморазведки и бурения были в том числе поисковыми, достоверных нефтегазопроявлений в Средне-Няфтинской скважине установлено не было. Однако полученные аналитические данные привели к решению многих задач, в том числе относящихся к определению возраста пород. В числе прочего, по скважине проведены и специальные палеонтологические исследования (А.Ф.Вейсом - по рифею, М.Б.Бурзиным - по венду), в ходе которых были датированы как средне-, так и верхнерифейские терригенные и тер-ригенно-карбонатные отложения [16].

. На основании этих, а также полученных нами литолого-петрографических и других данных можно утверждать, что значительную часть разреза составляют гармоничные отложения, входящие в состав двух постгренвильских глобальных циклов. К первому из них относятся карбонатно-терригенная и пезская, а ко второму - лешуконская и няфтинская свиты. Каждая из свит примерно отвечает формационному ряду фанерозойских циклов, а пезская свита - двум таким рядам. Остальные свиты (пестроцветно-терригенная, доро-горская и уфтюгская) представлены только дисгармоничными отложениями, то есть характеризуют не глобальные, а региональные условия седиментации.

Как верхние, так и нижние гармоничные отложения Мезенского бассейна отвечают только средним частям циклов. Нижние части циклов гармоничного развития, отвечающие стадии глобальной суши, вообще присутствуют в разрезах только тех осадочных бассейнов, которые заложились непосредственно над областями рифтинга со спредингом - например, в северной части Западной Сибири (см. рис.1). Следовательно, для постгренвильских бассейнов наличие в разрезе нижней части циклов можно предполагать в бассейнах Родинии [17] и ее северной части - Арктиды [18], а в Мезенский бассейн гармония «наводилась» лишь начиная с трансгрессивной стадии. Для верхних же частей циклов типичны интенсивные поднятия, приводящие к размыву гармоничных отложений и накоплению относительно маломощных дисгармоничных (дорогорская свита в нижнем цикле, уфтюгская - в верхнем).

А В

1300

Рис.4. Литолого-стратиграфическая колонка (А) и распределение этапов гармоничного и дисгармоничного развития (В) по постгренвильскому рифею Мезенского бассейна (Средне-Няфтинская скв. 21).

Породы: 1 - песчаники крупнозернистые и гравелиты, 2 - песчаники крупно-среднезернистые, 3 - песчаники среднезернистые, 4 - песчаники мелко-среднезернистые, 5 - песчаники мелкозернистые и алевритовые, 6 - алевролиты, 7 - глинистые породы, 8 - черные сланцы, 9 - мергели, 10 - известняки и доломиты; 11 - несогласия, 12 - гармоничные отложения, 13 - уничтоженные во время размывов части гармоничных разрезов, 14 - дисгармоничные отложения, 15 - уничтоженные во время размывов части дисгармоничных разрезов. IV-V - глобальные циклы (см. рис.2).

Наряду с такими общими чертами, двум циклам Мезенского бассейна свойственны и отличия. Основная часть гармоничного разреза, представляющего первый глобальный цикл, относится к трансгрессивной стадии, а совсем небольшая часть - к стадии эпикон-тинентальных морей. Напротив, из второго цикла полностью представлена гармоничными отложениями стадия эпиконтинентальных морей, тогда как из трансгрессивной есть лишь верхняя часть.

Выполненные нами послойное описание керна, как и количественные подсчеты параметров пород в шлифах показывают, что по своим седиментологическим признакам гармоничные рифейские отложения Мезенского бассейна практически не отличаются от отложений фанерозоя из богатых нефтегазоносных бассейнов (например, пезская свита очень похожа на нижнемеловую мегионскую свиту Западной Сибири). Отсутствие в разрезе Средне-Няфтинской скважины органогенных карбонатных пород, способных являться эффективными резервуарами углеводородов, смущать не должно - очевидно, что как в вертикальном, так и латеральном направлениях терригенно-карбонатные формации обязательно должны замещаться формациями с такими резервуарами.

Многие геологи делали и делают вывод о бесперспективности Мезенского бассейна из-за очень интенсивного уплотнения пород. Действительно, по нашим расчетам, среднее число контактов на зерно в песчаниках пезской свиты составляет 6,61, а лешукон-ской - 6,38. Однако в регионально продуктивных верхнерифейских отложениях Лено-Тун-гусского бассейна часто отмечается и более сильное уплотнение [19]. Дело не в фоновых вторичных изменениях, а в возможности аномального сохранения резервуаров с высокой проницаемостью в отдельных зонах.

Главная же причина таких аномалий - изоляция на большей части Сибирской платформы рифейского разреза надежным верхневендско-нижнекембрийским региональным флюидоупором, какового нет на Восточно-Европейской платформе, где венд и ранний палеозой всегда дисгармоничны. Соответственно, основную задачу при прогнозе нефте-газоносности в Мезенском бассейне представляет установление возможности сохранения от размыва верхнерифейского флюидоупора и оконтуривание соответствующих районов. Суть же этой задачи литостратиграфическая - нужно выделить районы, где, с одной стороны, гармония продолжалась до самого конца глобального цикла, а, с другой, накопившиеся отложения не подверглись значительному размыву.

Показателем мощных воздыманий в конце обоих глобальных циклов являются очень своеобразные кварцевые песчаники: первого цикла - дорогорской свиты, а второго - уфтюгской. Как следует из рис.4, эти песчаники накапливаются уже после завершения «своего» цикла, за счет размыва значительной части гармоничного разреза. Им свойственна превосходная окатанность, обусловленная многократным переотложением осадков каждого из циклов в течение не менее 50 млн. лет.

Парадоксально то, что из всего рифейского разреза уфтюгские и дорогорские песчаники обладают самыми лучшими коллекторскими свойствами. По существу, когда поисковые скважины расставлялись на антиклиналях, бурение ориентировалось именно в надежде на эти резервуары. Действительно, по крайней мере, из уфтюгских песчаников были получены самые большие притоки пластовых вод. Однако как раз такое бурение являлось, по нашему мнению, первопричиной неуспехов при поисках залежей углеводородов в Мезенском бассейне. Песчаники, образованные во время перерывов и размыва региональных флюидоупоров (дисгармоничные отложения), служат не аккумулирующими, а рассеивающими толщами.

Таким образом, размыв региональных флюидоупоров после накопления отложений обоих циклов является основной причиной отсутствия в рифейском разрезе даже нефтегазопроявлений. Правда, можно ожидать, что в более глубоких частях впадин этот размыв менее значителен, и тогда небольшие залежи могли бы сохраниться. Так или иначе, но Средне-Няфтинская скважина служит сегодня ключевым источником информации для прогнозной оценки всего Мезенского бассейна.

Это связано со строгой привязкой границ между свитами к сейсмическим реперам. Может показаться, что из-за сильного уплотнения пород все они сближаются по физическим свойствам, характеризующим пустотное пространство. Однако диапазоны изменений, например, интервального времени пробега волн или удельного электрического сопротивления весьма велики (рис. 5), а, главное, эти геофизические (прежде всего - сейсмические) реперы превосходно расчленяют разрез на формации. Таким образом, можно, пусть и с допущениями, выделять в других районах Мезенского бассейна гармоничные части разреза, опираясь только на региональную сейсморазведку.

240-1

220-

1 200-

180

160

160-, 140120

100*

х

5 «Н

а 604020

2.5

—I— 2.6

¿.пЪм3

—Г" 2.7

-1 2.8

• о

т

; Ч V

~1-1-г

Vе/.8

—Г" 10

12

14

Рис.5. Зависимости между петрофизическими параметрами врифейских отложениях

Мезенского бассейна (Средне-Няфтинская скв. 21).

А - карбонатные породы няфтинской и лешуконской свит, В - породы разного состава из всехрифейских свит: 1 - уфтюгской, 2 - няфтинской и лешуконской (только карбонатные породы), 3 - лешуконской (только терригенные породы), 4 - дорогорской (песчаные и глинистые породы из пачек переслаивания), 5 - дорогорской (песчаники из песчаных пачек), 6 - пезской, 7 - карбонатно-терригенной, 8 - пестроцветной терригенной.

АТ - интервальное время, мкс/м, с! - плотность, г/см3, р - удельное электрическое сопротивление, ом м, ш - открытая пористость, %.

Разумеется, для этого нужна система представлений, опирающаяся, как главное, на литостратиграфический метод и обобщающая материалы по постгренвильскому рифею всего мира и в особенности территорий, окружающих Мезенский бассейн. Суть представлений [20] сводится к тому, что к северу от бассейна в позднем рифее располагался континент Арктида (часть Родинии), где как раз и проходила одна из основных осей столкновений при формировании гренвильского суперконтинента. Значительно позднее,

на рубеже венда и кембрия, «осколки» Арктиды объединились с Русской платформой и надвинулись на нее по линии Тиманского кряжа [18].

После гренвильской фазы диастрофизма с Арктиды на Русскую платформу наводилось гармоничное развитие, захватывавшее лишь краевую часть, а именно систему прогибов, которая протягивается с побережья Кольского полуострова через Мезенский бассейн и далее в северную часть Волго-Уральского бассейна. Позднее эта краевая часть была быстро погребена под мощными толщами венда, так что ранневендский размыв, весьма интенсивный почти на всей Русской платформе [21], здесь был относительно слабым и не привел к полному размыву верхнерифейского регионального флюидоупора.

Как итог, в Мезенском бассейне сложилась резкая асимметрия строения: его западная и юго-западная части в конце обоих глобальных циклов подвергались интенсивным поднятиям, тогда как восточная и северо-восточная преимущественно прогибались, особенно в самом конце рифея. Рассматриваемая концепция, сформулированная нами три года назад, недавно подтверждена бурением Кельтменской параметрической скважины (юг Вычегодской впадины, см. рис. 3), вскрывшей верхнерифейскую карбонатную толщу мощностью почти 2 км, которая в верхней своей половине содержит столбчатые и ветвисто-столбчатые строматолиты Ро1исИароИшогрЬа ЯааЬ. (определения М.Е. Раабен). Обнадеживающие разрезы вскрыты и в двух более северных глубоких скважинах (тоже в Вычегодском прогибе): Сереговской и Сторожевской.

Заметим, что все три скважины пробурены на поднятиях, что, как и в других пройденных скважинах, определяет размыв верхнего флюидоупора. Тем не менее, это самые молодые из всех верхнерифейских гармоничных отложений, причем до конца рифея остается примерно 30 млн. лет (один формационный ряд). Естественно, что к северу (в Вычегодской и далее Сафоновской и, возможно, Пешской впадинах) следует ожидать еще более полного разреза самой верхней части рифея, лишь немного затронутого ран-невендским размывом. Вполне понятно, что для вскрытия более полных разрезов нужно также сдвигаться с поднятий на их склоны, в том числе - нижние части.

Таким образом, результаты работ, проведенных за последние два года, позволяют предполагать, что в притиманской части Мезенского бассейна, в том числе и под Тиман-ским надвигом, есть более полные разрезы верхнего рифея со свойствами, достаточными для сохранения промышленной нефтегазоносности. Это надежный верхний региональный флюидоупор, местами даже, возможно, с соленосными отложениями [22], органогенные карбонатные резервуары, а в нижней части разреза и материнские черносланцевые формации. Таков главный вывод, прямо вытекающий из использования литостратиграфического метода исследований.

К сожалению, несмотря на довольно значительную протяженность профилей региональной сейсморазведки МОГТ, выполненной в Мезенском бассейне с 1999 года, они пока практически не затронули самую перспективную восточную часть бассейна (см. рис.3). Правда, по реализуемым сейчас планам, первые профили здесь пройдут в ближайшее время. Очень важно, что для их интерпретации уже есть все необходимые модели: литос-тратиграфическая (выделение и расчленение гармоничного разреза), петрофизическая (изменение скоростей распространения волн в вертикальном и латеральном направлениях) и, наконец, поисковая (положение выщелоченных и трещиноватых органогенных карбонатных пород в формационных рядах).

Заметим, что подтверждение перечисленных моделей будущей площадной сейсморазведкой и бурением еще не означает обязательного открытия промышленных

месторождений в Мезенском бассейне. Ведь пока в мире нет ни одного примера продуктивности тех бассейнов, где бы залежи в рифее не экранировались вендско-нижнепалеозой-скими флюидоупорами. Тем не менее, вероятность таких открытий мы сейчас оцениваем величиной, большей 50 % [15,16].

Если же наши прогнозы подтвердятся, то это будет иметь целый ряд практических следствий: достоверная прогнозная оценка всего Мезенского бассейна, более обоснованная оценка рифейских отложений в смежных бассейнах (Кольской моноклинали, Волго-Ураль-ского, Тимано-Печорского и Баренцевоморского), пересмотр представлений о перспективности рифейских отложений в десятках возможно нефтегазоносных бассейнов мира.

В заключение подчеркнем, что литостратиграфическое изучение рифейских отложений для прогнозирования рудных месторождений, пожалуй, еще важнее, чем для углеводородных. Дело в том, что едва ли региональные флюидоупоры, более древние, чем верхнерифейские, окажутся способными аккумулировать под собой и сохранять длительное время залежи нефти и газа. В то же время уже хорошо известно, что рифейские толщи экранируют гигантские месторождения урана (тип несогласий в Канаде и Австралии), а также меди, полиметаллов и даже редких и благородных металлов (в Австралии, Экваториальной Африке, России и многих других регионах мира) - см. многочисленные публикации в журналах «Economic Geology» и «Геология рудных месторождений».

Иными словами, геодинамическая теория и ее основное следствие - бассейновый анализ имеют не только научное, но и важнейшее практическое значение. Поскольку же к рифейским отложениям преимущественно приурочены стратиформные месторождения, литостратиграфический метод при определении возраста рифейских отложений открывает большие возможности для выявления новых месторождений: гигантских рудных и про-мышленно значимых нефтяных.

Исследования выполнены по заказу Альянса компаний-недропользователей по региональному изучению Мезенской синеклизы. Петрографические исследования по Средне-Няфтинской скважине проведены по заказу ОАО «Архангельскгеолдобыча». Фундаментальные разработки в области бассейнового анализа поддержаны грантом Бла-• готворительного Фонда содействия отечественной науке (2003/2004гг.).

Summary

Aplonov S. V., Lebedev В. A., Timoshenkova N. V 7he lithostratigraphic method of determination of Riphean Ural sedimentary layer age (on the example of the Mezen basin).

The ideal harmonic sedimentation during Mesozoic and Cenozoic is a characteristic feature of the sedimentary cover in the West Siberian basin northern part. Harmonic development took place over the rift basins originated ofi the newly-formed supercontinental margins. By analogy with Mesozoic - Cenozoic global cycle, 5 cycles with the same lithological event order are described in the Riphean Ural section. In the Mezen sedimentary basin about one third of two upper Post-Grenvillean cycles are presented by harmonic formations. On the base of lithostratigraphic correlation of the global events in the Mezen Riphean section the age of sedimentary layers is determined. The lack of success in the past oil exploration over the Mezen basin became clear. The areas with potentially productible Riphean section iss delineated in the eastern part of the Mezen sedimentary basin,

. Литература

1. Vail P.E., Mitchum R.M., Thomson S. Relative changes of sea level from coastal onlap / In: Seismic stratigraphy - applications to hydrocarbon exploration, AAPG Bull., 1977. P. 26. 2. Haq B.U., Hardenbol J.,

Vail P.R. Chronology of fluctuating sea levels since the Triassic // Science. 1987. V. 235. P. 1156-1167. 3. Graciansky P. C. de, Hardenbol J„ Jaquin T., Vail P.R. (Eds.) Mesozoic and Cenozoic sequence stratigraphy of European basins // SEPM Special Publication Series 60, 1998, Tulsa. 4. Posamentier H.W., Allen G.P. Siliciclastic sequence stratigraphy - concepts and applications // SEPM Concepts in Sedimentology and Paleontology, 2000. V. 7, SEPM. 5. Лебедев Б.А., Аплонов C.B. Осадочные бассейны России: типизация, условия заложения, история развития, нефтегазоносность // Рос. геоф. журнал. 1998. № 11-12. 6. Аплонов C.B. Геодинамика глубоких осадочных бассейнов. СПб, 2000. 7. Тимошенкова Н.В. Влияние вторичных процессов на распределение коллекторов в песчаных телах различной формационной принадлежности. СПб., 1995. 8. Аплонов C.B., Лебедев Б.А. Порядок, хаос и эволюция в геологической истории Земли // Геофизика, 2001, № 3. 9. Салоп Л.И. Геологическое развитие Земли в докембрии Л., 1982. 10. Salvador A. (Ed.) International Stratigraphie Guide. 2nd ed. Geol. Soc. Am. 1994. И. Мерфи M.A., Сальвадор А. (Ред.) Международный стратиграфический справочник: Сокращенная версия. М., 2002. 12. Маслов A.B., Крупенин М.Т., Гареев Э.З. Рифей западного склона Южного Урала (классические разрезы, седименто- и литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Т.1. Екатеринбург, 2001. 13. Семихатов М.А., Щуркин К.А. Новая стратиграфическая шкала докембрия СССР // Изв. АН СССР. Сер. геол. № 8.14. Стратиграфический словарь: верхний докембрий (Северная Евразия в границах бывшего СССР). М., 1994. 15. Аплонов C.B., Лебедев Б.А., Тимошенкова Н.В. Новые данные о строении и перспективах нефтегазоносности Мезенского бассейна // Доклады Академии наук. 2004. Т. 396. № 4.16. Геодинамика и возможная нефтегазоносность Мезенского осадочного бассейна / Под ред. C.B. Аплонова и Д.Л. Федорова. СПб., 2006.17. SmetharstМ.А., Khramov A.N., Torsvik Т.Н. The Neoproterozoic and Paleozoic paleomagnetic data for the Siberian Platform: From Rodinia to Pangea // Earth-Science Reviews, 1998. V. 43. P. 1-24. 18. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. М., 1990. Т.1. 19. Лебедев Б.А., Фролов Б.М. Использование закономерностей размещения коллекторов при прогнозе нефтегазоносности // Закономерности размещения коллекторов сложного строения и прогноз нефтегазоносности. Л., 1985. 20. Аплонов C.B., Лебедев Б.А., Тимошенкова Н.В. Нефть Мезенского бассейна: иллюзия или надежда? // Природа. 2004. № 2. 21. Постникова И.Е. Верхний докембрий Русской вшиты и его нефтегазоносность. М., 1977.22. Пименов Б.А., Малышев H.A., Теплое Е.Л. Перспективы нефтегазоносности Мезенского бассейна / В сб. Актуальные проблемы геологии горючих ископаемых осадочных бассейнов европейского севера России. Сыктывкар, 2000.

Статья принята к печати 26.12.2006 г.