Новые представления о глубинном строении осадочных бассейнов и перспективы открытия уникальных и крупных месторождений углеводородов Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.241:553.98

ДА Астафьев

Новые представления о глубинном строении осадочных бассейнов и перспективы открытия уникальных и крупных месторождений углеводородов

Выполненные в различных регионах мира геофизические работы по картированию недр Земли, включающие глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ), сейсмотомографию, дистанционные геофизические и геодезические съемки GPS и ГЛОНАСС, глубокое и сверхглубокое бурение, дали уникальную информацию о строении глубоких недр осадочных бассейнов (ОБ), орогенов и прилегающих территорий. Следует отметить, что даже при обосновании районов бурения сверхглубоких скважин в конце 1980-х гг. не было общепринятых представлений о строении и перспективах нефтегазоносности глубокопогруженных горизонтов осадочного чехла нефтегазоносных бассейнов. Отношение к перспективе промышленной нефтегазоносности глубин более 5^6 км было как пессимистичным, так и наоборот.

Для отражения глубинного строения ОБ обычно строились пликативные (без разломов) модели осадочного чехла, фундамента и переходных комплексов.

Вместе с тем специалисты, имеющие дело с глубинными разрезами по методам ГСЗ и общей глубинной точки (МОГТ), а также сейсмотомографическими разрезами, приступили к созданию дизьюктивно-блоковых моделей строения ОБ с отображением строения не только осадочного чехла, но и консолидированной части земной коры до раздела Мохоровичича, включая верхние горизонты мантии. Впервые такие модели появились в США (модель Мичиганского бассейна). В СССР современную глубинную геолого-геофизическую модель Припятского нефтегазоносного бассейна (НГБ) в дизъюнктивном варианте с глубинными листрическими разломами в 1987 г. предложил академик Р.Г. Гарецкий с соавторами [1].

В последующий период изучения строения земной коры такие модели стали фактически универсальными и применялись для любого ОБ Земли [2, 3], независимо от возраста осадочного чехла, геометрии бассейна и его приуроченности к определенным геодинамическим условиям (внутриконтинентальным и окраинноконтинентальным - окраинам молодых и древних платформ), а также орогенных и субдукцион-ных поясов.

На основании многочисленных геолого-геофизических данных, подтверждающих достоверность региональных и глубинных моделей ОБ, группой специалистов ВНИГНИ были созданы модели всех основных НГБ России и других стран, в частности Прикаспийской впадины (рис. 1, 2), Волго-Уральской антеклизы, ЗападноСибирского (рис. 3, 4), Баренцевоморского, Восточной Сибири, Дальнего Востока (рис. 5), Арктики, Южного Каспия и других [4].

Такие модели ОБ позволяют согласовать строение осадочного чехла со строением пород переходного комплекса, складчатого основания и фундамента. Кроме того, подошва осадочного чехла и кровля консолидированных пород фундамента обычно надежно картируются методами сейсморазведки, что обеспечивает при совместной интерпретации строения осадочного чехла и подчехольного комплекса пород высокую достоверность глубинной модели ОБ в целом, являющейся геологической основой для прогноза нефтегазоносности.

Ключевые слова:

осадочный бассейн,

нефтегазоносность,

тектоника,

геодинамика,

ресурсы

углеводородов.

Keywords:

sedimentary basin,

oil-and-gas

occurence,

tectonics,

geodynamics,

hydrocarbon

resource.

№ 5 (16) / 2013

CD

Смушковские Волжская Аралсорская Западно-Тепловские Зайкинская Рыкобаевская

скв. 3,2 скв. 2 скв. 1 скв. П-4, П-2 скв. 565 скв. 243

граница Мохоровичича граница фундамента граница Конрад

промежуточные отражающие границы в консолидированной коре стратиграфические несогласия в осадочном чехле согласные стратиграфические границы

листрические разломы

реликтовые границы мантийного диаметра ранне- и среднедевонского возраста, обусловившего рифтогенез

гранитно-гнейсовые породы фундамента

базальтовые породы нижней части консолидированной коры

СР^к^ I

г каменная соль

а

б

залежи углеводородов: а - нефтяные; б - газовые и газоконденсатные

сл

СТ>

^ Рис. 1. Глубинный сейсмогеологический разрез Прикаспийской впадины в субмеридиональном направлении

2 (сейсмопрофили Элиста - Бузулук, 2.1.90 и 18889-91IV)

со

Научно-технический сборник - ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

17

Можно выделить следующие результаты обобщений материалов по глубинному строению ОБ:

• формирование четких представлений, унифицированных стереотипных образов, касающихся механизма формирования и модели глубинного строения любого ОБ (рис. 6);

• понимание роли и значения важнейших элементов дизъюнктивно-блоковой тектоники осадочного чехла и фундамента в размещении зон нефтегазонакопления;

• обоснование связи рифто- и бассейногенеза с глубинной и глобальной геодинамикой Земли и вывода о том, что эти образования неизбежны и являются следствием коромантийной (на всю толщину коромантийной оболочки) геодинамики и магмофлюидодинамики;

• обоснование общей закономерности размещения всех известных зон нефтегазонакопления, повсеместно приуроченных к меж-рифтовым, внутририфтовым, межразломным и приразломным гипсометрически приподнятым блокам, включая зоны развития ловушек неантиклинального типа, что позволило прогнозировать новые зоны нефтегазонакопления в малоизученных регионах и литологостратиграфических комплексах;

• обоснование генетического единства (в тектонофизическом смысле) и одновременно индивидуальности всех ОБ и НГБ Земли по конкретным характеристикам (возрасту осадочного чехла, особенностям эволюции, геометрии в плане и объеме, онтогенезу нафтидов и т.д.) [5].

Более того, установлен эволюционный ряд ОБ от рифта до орогена и пенеплена с повторными циклами рифто- и бассейногенеза (рис. 7).

При таком понимании формирования и эволюции ОБ переходные комплексы являются фрагментами разрушенных (в разной степени) ОБ, на месте которых сформировались новые. Перспективы нефтегазоносности переходных комплексов, как правило, невысокие.

Таким образом, стала понятна глубинная коромантийная структура бассейно- и нафти-догенеза, а также роль планетарной магмофлюидодинамической системы [7], которая обеспечивает геодинамику коромантийной оболочки в целом, деструкцию земной коры, гравитационное погружение (дайвинг) блоков и миграцию глубинных мантийных флюидов (в частности, водорода, который в осадочной толще, возможно, в породах переходного комплекса и

фундамента гидрирует углеродсодержащее вещество, обеспечивая генезис УВ) в консолидированную кору и осадочный чехол (рис. 8).

Как известно из материалов ГСЗ, под формирующимися рифтами и надрифтовыми депрессиями поверхность Мохоровичича занимает повышенное гипсометрическое положение. Изучение зависимости амплитуды погружения земной коры и, соответственно, толщины осадочного чехла ОБ от амплитуды подъема поверхности Мохоровичича позволило установить следующую закономерность: на каждый объем накопившихся пород осадочного чехла в мантию в результате ее замещения мантийным веществом и подъема поверхности Мохоровичича возвращаются два объема вещества консолидированной коры [6]. Установленная зависимость, по существу, является законом для ОБ, находящихся в данный момент в активной фазе формирования. Затем происходит старение ОБ, обусловленное неизбежной аккрецией деструк-тированного коромантийного сектора области рифтогенеза и надрифтовой депрессии, латеральное и вертикальное выжимание осадочного чехла, формирование орогенов с последующей денудацией и пенепленизацией.

Так происходило и происходит преобразование коромантийной оболочки континентов. Этот процесс характерен также для молодых геосинклинальных поясов и зон на окраинах современных океанов: через зрелые геосинклинали - к будущим молодым и древним платформам.

В общегеодинамическом плане стал понятен и планетарный механизм эволюции коромантийной оболочки в цикле Уилсона: от формирования Пангеи путем стягивания всех континентов вокруг мощнейшего пояса (зоны) суб-дукции-дайвинга коромантийного вещества, структурированного в конвективную ячейку Бенара g-типа (рис. 9), а затем ее распада в результате активизации новых поясов дайвинга на окраинах континентов [8].

Новые методологические положения для опережающего прогноза нефтегазоносности, в том числе крупных и уникальных месторождений УВ, включая большие (более 5 км) глубины:

• ОБ и НГБ являются по своей природе следствием общепланетарной и региональной коромантийной геодинамики в границах группировок коромантийных плит (секторов), образующих конвективные ячейки Бенара g-типа;

№ 5 (16) / 2013

18

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

№ 5 (16) / 2013

№5(16)/2013

прогнозируемые зоны нефтегазонакопления

И

нижнепермский бортовой уступ Прикаспийской впадины

3

изогипсы поверхности фундамента, км

флексуры в отложениях девона (D), карбона (С) и подсолевой нижней перми (РД

швы расхождения плит

И

границы основных плитотектонических элементов

нефтяные и газовые месторождения в отложениях палеозоя

Тектонические

нарушения:

сейсмическому горизонту сейсмическому горизонту сейсмическому горизонту

Ф

П-2

П-1

Основные структурные элементы поверхности фундамента:

1 - Уметовско-Линевский прогиб;

2 - Ртигцевский рифт; 3 - Аткарский выступ; 4 - Джаныбекский выступ;

5 - Палласовский выступ; 6 - Марксовский рифт; 7 - Жигулевско-Пугачевский выступ;

8 - Клинцовский выступ; 9 - Алтатинско-Озинковская ступень; 10 - Карачаганакский выступ; 11 - Мелекесская впадина;

12 - Бузулукская впадина; 13 - Серноводско-Абдулинский рифт; 14 - Восточно-Оренбургский выступ; 15 - Ольшанский рифт; 16 - Сыртовский выступ; 17 - Урало-Сакмарский рифт; 18 - Соль-Илецкий выступ; 19-Ново-Ал ексеевский рифт;

20 - Ашикольский выступ; 21 - Енбекский выступ; 22 - Арансайский (Темирский) выступ; 23 - Коскульско-Караульдинский (Кызылжарский) выступ; 24 - Жаркамысский выступ; 25 - Акшункольский выступ;

26 - Сарыкумский прогиб; 27 - Южно-Эмбинский прогиб; 28 - Биикжальский выступ; 29 - Доссорский прогиб;

30 - Карабатанский прогиб; 31 - Багырдайская ступень; 32 - Новобогатинский выступ;

33 - Мынтобинский выступ; 34 - Октябрьский выступ; 35 - Кобяковский выступ;

36 - Жамбайский прогиб; 37 - Астраханский выступ; 38 - Азгирский выступ;

39 - Кушумский выступ; 40 - Сарпинский рифт; 41 - Карасальская ступень

Основные плитотектонические элементы (по В.С. Шеину):

Центрально-Прикаспийский рифт

Устюртский микроконтинент, Карачаганакская, Астраханская, Каракульская, Эмбинская, Мынсулалмасская и Актюбинская пассивные окраины

Кызылжарское краевое плато, Аралсорская транс формная окраина

Волго-Уральская антеклиза

Гурьевский микроконтинент; Биикжальская трансформная окраина

доверхнепалеозойский складчатый комплекс Урала на дневной поверхности

Кызылжарская трансформная окраина; доверхнепалеозойский складчатый комплекс Урала под мезокайнозойским чехлом

наиболее масштабные выступы на Кызылжарском краевом плато: Ашикольский, Коскульско-Караульдинский (Кызылжарский), Акшункольский

Рис. 2. Размещение зон нефтегазонакопления (установленных и прогнозируемых) с учетом рифтовой системы межразломных и приразломных гипсометрически приподнятых блоков (на примере уникального месторождения Кашаган в акватории Каспийского моря)

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

Глубина, км

Ярудейская Западно- Заполярное Налимья Ермаковская

Ю

£

граница консолидированных пород фундамента граница Конрада граница Мохоровичича

границы стратиграфических несогласий в осадочном чехле стратиграфические границы в осадочном чехле граница спрединга рифта

/ | разломы

+ | породы консолидированной коры разного возраста

г | базальты

- г _ | осадочно-вулканогенные породы | залежи углеводородов

I 1 I пробуренные скважины: а - на линии профиля; б - снесенные на линию '' 1Й' профиля

Рис. 3. Геодинамическая модель Западно-Сибирского НГБ по линии профиля Надымское - Уренгойское - Русское месторождения (с использованием материалов по геотраверсу Березово - Усть-Мая). Примеры приуроченности уникальных и крупных месторождений УВ к межрифтовым, внутририфтовым, межразломным и приразломным блокам фундамента и осадочного чехла [2]

Научно-технический сборник - ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

21

• ОБ формируются в процессе гравитационного неравномерного дайвинга вертикальных и субвертикальных столбчатых тел коромантийного вещества, вызванного подплавлением и перераспределением нижнемантийного вещества на разделе «внешнее ядро Земли -мантия» в связи с небходимостью и возможностью реализации для нашей планеты конвективного отвода эндогенной энергии;

• неравномерный дайвинг вертикальных и субвертикальных столбчатых тел вызывает изменение полей напряжений в мантийной оболочке, декомпрессию и генерацию в микро- и макрозонах бифуркаций на границах столбчатых тел, плавление мантийного вещества, восходящий магматизм, приводящий к неравномерной деструкции области коромантийной оболочки в контурах формирующихся ОБ, а главное, деструкцию и неравномерное погружение блоков земной коры (рифтогенез), и затем формирование надрифтовой депрессии;

• при таком геодинамическом механизме первопричиной формирования ОБ и НГБ Земли являются фазовые переходы и формирование термоплюмов на разделе «ядро - мантия», вызывающие дайвинг-рифтогенную деструкцию областей коромантийной оболочки. Поэтому любой нефтегазоносный бассейн можно рассматривать в виде субрадиального деструктивного канала от раздела «ядро - мантия» до поверхности. Такой канал представляется в виде области сквозной столбчатой деструкции коромантийной оболочки, обеспечивающей встречный (по отношению к неравномерному дискретному дайвингу), восходящий к поверхности Земли магматизм, с выносом выделившихся глубинных флюидов, в том числе водорода, который гидрирует углеродсодержащее вещество осадочного чехла, пород и переходных комплексов. Верхняя часть этого канала завершается рифтовой системой с надрифтовой депрессией в земной коре любого типа, в том числе океанической, субокеанической, субконтинентальной с интрузивными и эффузивными базальтовыми породами синрифтового магматизма. В дальнейшем в процессе старения осадочного бассейна эта область преобразуется в ороген или консолидируется, а подкоровая (мантийная) часть области столбчатой деструкции сокращается в размерах и восстанавливает петрофизические и сейсмологические характеристики до значений, близких к межбассейновым областям платформ;

• для ОБ, находящихся на этапе формирования надрифтовых депрессий, главной закономерностью размещения зон нефтегазонакопления в осадочном чехле как на малых, так и на больших глубинах является приуроченность месторождений УВ к гипсометрически приподнятым межрифтовым, внутририфто-вым, межразломным и приразломным блокам подчехольного комплекса пород. В осадочном чехле над такими блоками конседиментацион-но формируются своды, мегавалы, валы, террасы, структурные мысы. Для ОБ, находящихся на начальных этапах старения, в качестве зон нефтегазонакопления добавляются инверсионные и надвиговые структуры;

• дальнейшая эволюция ОБ связана с их постепенным разрушением, которое обусловлено продолжающимся дайвингом столбчатых коромантийных тел. Этот процесс завершается аккрецией деструктированной области коромантийной оболочки и формированием не только инверсионных и надвиговых структур, но и шарьяжей, вдвигов, т.е. структур латерального и вертикального выжимания осадочного чехла, свойственных орогенам (рис. 10). Далее происходят денудация и почти полное (до основания) разрушение ОБ.

В настоящее время, когда достигнут высокий уровень освоения ресурсов УВ богатейших НГБ Земли, крупные месторождения УВ могут быть открыты в быстро формирующихся ОБ палеоген-неогенового возраста. Такие бассейны расположены в пределах активных и пассивных окраин континентов, в поясах современного орогенеза. Яркими примерами таких открытий на больших глубинах в недоизучен-ных ОБ являются: месторождения Шах-Дениз в формирующихся в настоящее время бассейнах Южнокаспийской впадины; в бассейне Мексиканского залива - Тибер, Каскида и другие месторождения; на бразильском шельфе в бассейне Сантос - месторождения Тьюпи, Кариока Сугар Лоаф [10]; в Прикаспийской впадине - месторождения Кашаган, Тенгиз, Карачаганак, Астраханское; на шельфе о. Сахалин в Охотоморском бассейне - месторождения Лунское, Чайво, Пильтун-Астохское, Южно-Киринское, Киринское; в Карском море - месторождения Русановское, Ленинградское; в Обской Губе - месторождения Каменномыс-ское и Северо-Каменномысское; акваториях Баренцева моря - месторождения Штокмановское, Лудловское, Ледовое; в северной

№ 5 (16) / 2013

22

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Рис. 4. Схема тектонического строения севера Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и размещения месторождений углеводородов и перспективных структур в мезозойском комплексе осадочного чехла (по материалам ЗапСибНИИГНИ, СНИИГГиМС, ВНИГНИ, ВНИИГАЗ) [5, 6]

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

23

Границы:

Западно-Сибирского НГБ

подножья моноклиналей, краевых выступов и краевых прогибов

грабен-рифтовых прогибов, разделяющих меж- и внутририфтовые приподнятые блоки

Месторождения углеводородов:

нефтяные

газовые

газоконденсатные

Локальные нефтегазоперспективные структуры:

выявленные

подготовленные к бурению

прогнозируемые зоны вероятного открытия новых месторождений углеводородов перспективные объекты поиска

Тектонические элементы:

• грабен-рифтовые прогибы: ЛТ - Литковский; НР - Ноябрьский; ЧК - Чекинский;

СР - Свердрупский; БО - Белоостровский; ПХ - Пухучанский; БД - Байдарацкий;

ЯМ - Ямальский; ХБ - Хабеинский; ЛБ - Лабияхинский; ЯВ - Явайский; ВШ - Высокоширотный;

ЯР - Яруяхинский; СС - Северо-Сеяхинский; СО - Сояхинский; ЯТ - Яротинский; ПР - Парусовый; УЕ - Усть-Енисейский; АГ - Агапский; АН - Антипаютинский; СЯБ - Северо-Ямбургский;

БХ - Большехетский; ДГ - Долганский; ЖД - Жданихинский; КР - Красноселькупский;

ХС - Худосейский; СТЗ - Северо-Тазовский; ХД - Хадырьяхинский; НП - Нижне-Пурский;

НТ - Нерутинский; НД - Надымский; ХТ - Худуттейский; АК - Акапапурский; ПА - Пакупурский; АМ - Ампутинский; ПЯ - Пякупурский; ВА - Верхнеаганский;

• меж- и внутририфтовые блоки: ССГ - Северо-Сургутский; МН - Мининский; ВР - Воронинский;

УН - Университетский; РЗ - Розевский; РС - Русановско-Скуратовский; ОБ - Обручевский;

ШР - Шараповский; БР - Быррангский; ХК - Харасавейско-Крузенштернский; БВ - Бованенковский; НМ - Нурминский; ЦЯ - Центрально-Ямальский; ТМ - Тамбейский; СЯ - Среднеямальский;

СЯМ - Северо-Ямальский; ПБ - Преображенский; ГД - Гыданский; ЮР - Юрацкий;

ЗТ - Западно-Таймырский; ТА - Таймырский; ЛД - Ладертойский; ЗТН - Западно-Танамский;

ТММ - Танамо-Малохетский; АП - Адерпаютинский; НМС - Нижнемессояхский; ЯРД - Ярудейский; ЛН - Лунгорский; ЯМБ - Ямбургский; МВ - Медвежий; СЕ - Северный (Пурпейский);

ВП - Верхнепурский (Вэнгапурский); ГБ - Губкинский; ЮБ - Юбилейный; СУ - Северо-Уренгойский; УР - Уренгойский; ЕТ - Етыпурский; ЗП - Заполярный; ТЗ - Тазовский; СЗ - Сузунский;

РЧ - Русско-Часельский; ТК - Термокарстовый; МГ - Мангазейский; ХП - Харампурский;

ВТ - Верхнетолькинский; ВК - Верхнекаралькинский;

• моноклинали: НЗ - Новоземельская; ЮН - Южно-Новоземельская; УЮ - Усть-Юрибейская;

СЕ - Собтыеганская; ВП - Верхнеполуйская; ТР - Таймырская; ПС - Пясинская; СД - Сидоровская; ПЕ - Приенисейская;

• выступы: ПХ - Пахтусовский; ЩЧ - Щучинский; ХГ - Хишгорский; ТХ - Туруханский;

• краевые прогибы: КР - Карский; ЛП - Ляпинский

Месторождения УВ (выборочно):

1 - Русановское; 2 - Ленинградское; 3 - Бованенковское; 4 - Крузенштернское; 5 - Малыгинское;

6 - Южно-Тамбейское; 7 - Утреннее; 8 - Штормовое; 9 - Гыданское; 10 - Ладертойское; 11 - Арктическое; 12 - Малоямальское; 13 - Северо-Каменномысское; 14 - Каменномысское; 15 - Ново-Портовское;

16 - Антипаютинское; 17 - Западно-Мессояхское; 18 - Мессояхское; 19 - Ванкорское; 20 - Ямбургское;

21 - Медвежье; 22 - Уренгойское; 23 - Северо-Уренгойское; 24 - Тазовское; 25 - Заполярное; 26 - Русское; 27 - Береговое; 28 - Южно-Русское; 29 - Юбилейное; 30 - Ямсовейское; 31 - Северо-Комсомольское;

32 - Северо-Губкинское; 33 - Южно-Пырейное; 34 - Восточно-Таркосалинское;

35 - Западно-Горшковское; 36 - Етыпурское; 37 - Вэнгаяхинское; 38 - Вэнгапурское; 39 - Толькинское;

40 - Восточно-Пякутинское

Перспективные объекты поиска в Русановско-Скуратовской зоне (структуры):

I - Нярмейская; II - Скуратовская; III - Рождественская; IV - Кропоткина; V - Матусевича;

VI - Рогозинская

№ 5 (16) / 2013

Глубина, км Глубина, км Глубина, км Глубина, км

24

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Олюторско-

Командорский Ширшовский

СУББАССЕИНЫ

Хатырско-Алеутский

Наваринский

-2-

-6

-10-

-14-

-18

-22-1

-26

-30

0

-2

-6

■10 з и

■14 rf

-18 I

■22 Й

-26

-30

Северо-ВосточноСахалинский

СУББАССЕЙНЫ

Центрально-Охотский

Западно-Камчатский

Сахалинский Сахалинский

I----------1--------------

Южно-Охотский

Курильский

. -14

0

-2

-6

-10 I

ю

-18 Й

-22

-26

-30

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

25

континентальная и субконтинентальная кора древняя океаническая кора новообразованная океаническая кора осадочный чехол

синрифтовый вулканогенно-осадочный комплекс

основание экзотических блоков, впаянных в плиту Кула: кремнисто-вулканогенные и офиолитовые образования М72-К7; возраста

вулканогенные серии Командорских о-вов

вулканические комплексы Сахалинской и Восточно-Сахалинской островных дуг вулканиты Сихотэ-Алиньского окраинно-континентального пояса островодужные вулканиты основания Охотоморского блока вулканогенно-кремнистодиатомовый комплекс о. Итуруп

хаотические аккреционные и субдукционные комплексы Сихотэ-Алиньской активной окраины

преддуговые осадочные отложения

размыв

зоны субдукции (индекс - время активности) граница Мохоровичича перспективные для залежей УВ зоны надвиги

разломы различного генезиса

Тектонические элементы:

АП - Амурская плита; ОП - Охотоморская плита; ОМ - Охотоморский микроконтинент;

САП - Сихотэ-Алинская плита; ТП - Тихоокеанская плита; АОД - Алеутская островная дуга;

КОД - Командорская островная дуга; ККОД - Курило-Камчатская островная дуга; ББ - блок Бауэрс; НБ - Наваринский блок; ШБ - Ширшовский блок

Рис. 5. Геодинамические модели Беринговоморского (а) и Охотоморского (б)

нефтегазоносных регионов

части Каспийского моря - месторождения Ракушечное, имени Ю. Корчагина, Хвалын-ское, Центральное.

В целом глубокие недра ОБ менее благоприятны для формирования скоплений УВ, так как на больших глубинах происходит уплотнение пород осадочного чехла и снижение их фильтрационно-емкостных свойств. В возрастном ряду наиболее благоприятны для поисков месторождений УВ на больших глубинах молодые, ныне формирующиеся ОБ, отличающиеся большой (2^8 мм/год) скоростью погружения

(типа Южно-Каспийского и др.) в пределах современных субдукционных, геосинклинальных поясов и зон. В таких ОБ глубокопогруженные породы пластов-коллекторов еще не утратили высоких значений пористости (20^25 %) и сохраняют высокую проницаемость. Здесь же протекают интенсивные процессы генерации и миграции УВ в ловушки. Наиболее благоприятными условиями для формирования и сохранения крупных и уникальных скоплений УВ, в том числе в глубокозалегающих комплексах, отличаются подсолевые толщи в пределах

№ 5 (16) / 2013

26

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Комплексы горных пород:

". ' ,' осадочного чехла

|г . г I вулканогенно-осадочные синрифтового ' г ' I комплекса

даикового комплекса

ЕЗ консолидированной земной коры Границы:

стратиграфические в осадочном чехле

поверхности фундамента Положения границы Мохоровичича:

современная

I— — перед началом рифтогенеза

после формирования осадочного бассейна, если бы не действовали процессы деструкции и частичного возврата корового вещества в мантию

Направления:

дайвинга коромантийных столбчатых

СТ I тел под осадочным бассейном в зону

JL__I плавления слоя D " и/или в верхние

слои внешнего (жидкого) ядра Земли

встречного восходящего магматизма на границах между столбчатыми телами в области дайвинг-рифтогенной деструкции коромантийной оболочки (в виде жил, даек и других магматических тел)

перераспределения нижнемантийного вещества в слое D" и/или в верхних слоях внешнего ядра к поясам и зонам апвеллинга под океаническими рифтами

давления смежных коромантийных секторов

Рис. 6. Геодинамическая модель возврата корового вещества в мантию в узких зонах дайвинга при формировании осадочных бассейнов

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

27

пт

+ +

земная кора

континентальные рифты

надрифтовые депрессии

аккреционные структуры, орогены

разрушенные и частично разрушенные орогены

линзы разуплотненного магматического вещества

зоны дайвинг-рифтогенной деструкции

астеносферный слой

раздел верхней и средней мантии

раздел средней и нижней мантии

термо-магмоплюм

зоны плавления в слое D"

восходящие к поверхности магматические каналы

|ЙВВ| направления смещения коромантийных ^ВИ^В секторов в результате аккреции

ж

ЕЭ

направление гравитационного погружения вещества коромантийной оболочки

направление движения мантийного вещества

Этапы бассейногенеза:

А - заложения континентальных рифтов; Б - заложения надрифтовых депрессий; В - сформировавшегося осадочного бассейна; Г - начальной трансформации окраин осадочного бассейна; Д - зрелого орогена;

Е - частичной или полной денудации и пенепленизации

Рис. 7. Этапы геодинамической эволюции ОБ Земли

№ 5 (16) / 2013

Глубина, тыс.

28

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Океаническое

Островная

Подводное вулканическая

вуш^ткское дута Задуговый срединный Задуговый ДУ™ осадочный массив осадочный

Субдукция

Подводное

вулканическое

поднятие

, Спрединг ) С)

- с,

гидросфера

вулканогенно-осадочные породы преддуговые аккреационные призмы дизъюнктивные нарушения океаническая кора

деструктированная твердофазная кора и мантия в поясах и зонах дайвинга

наслоение столбчатых тел в поясах зонах апвеллинга

островные и подводные вулканические дуги

верхняя мантия средняя мантия нижняя мантия термо-магмоплюм зоны плавления в слое D "

• • • • • • • •

R-H

...

''7

жидкое ядро

линзы разуплотненного магматического вещества

граница Мохоровичича

астеносферный слой

раздел верхней и средней частей мантии

раздел средней и нижней частей мантии

Направления движения мантийного вещества:

дайвинг под поясами субдукции

дайвинг под осадочными бассейнами

встречный восходящий магматизм под осадочными бассейнами и островными дугами

транзит в слое D"

апвеллинг под поясами спрединга

от поясов апвеллинга к поясам дайвинга (преимущественно твердофазные части коромантийной оболочки)

Рис. 8. Глубинная коромантийная структура бассейно- и нафтидогенеза с элементами планетарной магмофлюидодинамической системы на примере активной окраины континента или молодой геосинклинальной области

№ 5 (16) / 2013

№5(16)/2013

.^-лес^океан^ ^

Положение геодинамического разреза

СО* Stf 30* oof

+F57I+

V-v

земная кора океанического типа

земная кора континентального типа с осадочными бассейнами островные вулканические дуги над зонами субдукции океанической коры

субвертикальные возрастные границы в коре и мантии

Направления движения мантийного вещества:

в зонах активного апвеллинга и спрединга в зонах активного даунвеллинга в слое D"

под осадочными бассейнами на континентах зоны активного поступления вещества во внешнее ядро в процессе химико-плотностной дифференциации движение вещества в верхних слоях жидкого ядра

зоны активной отдачи вещества в мантию из внешнего ядра Элементы глобальной дегазационной системы Земли:

внутреннее ядро внешнее (жидкое) ядро

квазижидкий слой D" и потоки восходящей магмы в зонах апвеллинга

астеносферный дискретный слой дискретный, восходящий к поверхности магматизм под осадочными бассейнами

магматические очаги и каналы под зонами вулканизма

Т5ЯК7Г

НГБ и возможнонефтегазоносные бассейны (ВНГБ):

1 - Охотоморский НГБ; 2 - Лено-Тунгусский НГБ; 3 - Зайсанский НГБ; 4 - Чу-Сарысуйский НГБ; 5 - Амударьинский НГБ; 6 - Тирпульский ВНГБ; 7 - Персидского залива НГБ; 8 - Красноморский НГБ; 9 - Верхненильский НГБ; 10 - Танганьикский ВНГБ; 11 - Окаванго ВНГБ; 12 - Намибийский НГБ; 13 - Пелотас ВНГБ; 14 - Рио-Саладо ВНГБ;

15 - Мендоса НГБ; 16 - Лебу-Арауко НГБ

Рис. 9. Осадочные бассейны во взаимосвязи с глубинной геодинамикой Земли

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

30

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

раннедокембрийское кристаллическое основание Балтики

________ позднедокембрийский чехол Балтики

и комплексы ее Тиманской пассивной окраины

фундамент континента Арктида

офиолиты (реликты Протоуральско-Тиманского океана и зоны тыловодужного спрединга Манюкуяхинского задугового бассейна)

комплексы активной Большеземельской окраины континента Арктида, надсубдукционные и вулканогенноосадочные образования

надсубдукционные образования и гранитоиды

комплексы активной Большеземельской окраины континента Арктида

-------- и приостроводужной части

Манюкуяхинского задугового бассейна

комплексы «приконтинентальной» части Манюкуяхинского задугового бассейна

коллизионные гранитоиды

литосферная мантия

взбросы и надвиги

направления движения литосферных плит

качественная характеристика ассиметрических складок и их каскадов на крыльях орогена Протоуралид-Тиманид, ЮЗ-вергентные асимметричные складки ЮЗ крыла

качественная характеристика ассиметрических складок и их каскадов на крыльях орогена Протоуралид-Тиманид, СВ-вергентные асимметричные складки СВ крыла

Рис. 10. Концептуальная схема строения кембрийского коллизионного орогена

Протоуралид-Тиманид [9]

меж- и внутририфтовых гипсометрически приподнятых блоков, например Северо-Каспийской системы поднятий, склонов Соль-Илец-кого свода и внутренних прибортовых зон Прикаспийской впадины. Продолжатся открытия уникальных и крупных газоконденсатных и газоконденсатнонефтяных месторождений на севере Западно-Сибирского мегабассейна - это Центрально-Карский мегавал, Северо-Малыгинская зона, Преображенский и Юрацкий своды; мегавалы и крупные приподнятые блоки в Тунгусской синеклизе, возможно, в Присаяно-Енисейской и Юдомо-Майской впадинах Сибирской платформы. Имеются тектонические и онтогенетические предпосылки

наличия новых крупных месторождений УВ на шельфе о. Сахалин, в прибрежных зонах Западно-Камчатского и Магаданского шельфов; не исключены открытия крупного масштаба на Анадырьском и Хатырском шельфах Берингова моря, а также в российском секторе Черного моря на валу Шатского.

В связи с накопившимися геолого-геофизическими материалами по региональному и глубинному строению российского сектора Арктики, позволяющими воссоздать макроструктуру осадочного чехла, переходных комплексов и фундамента, имеются все основания ожидать открытий крупных месторождений УВ преимущественно в кайнозойских и мезо-

№ 5 (16) / 2013

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.

31

зойских комплексах пород потенциально газо- зируются здесь в неоген-палеогеновых отложе-нефтеносных, находящихся в стадии форми- ниях, а нефтегазоконденсатные и нефтяные -рования бассейнов моря Лаптевых, Восточно- в мезозойских и верхнепалеозойских комплек-Сибирского и Чукотского [11]. Значительные сах, преимущественно на глубинах 3,5^5,5 км. газовые скопления (100^250 млрд м3) прогно-

Список литературы

1. Айсберг Р.Е. Листрическая тектоника платформ / Р.Е. Айсберг, Р.Г. Гарецкий // Доклады РАН. - 1996. - Т 346. - № 3. -С. 501-504.

2. Астафьев Д.А. Роль рифтогенеза

в размещении зон нефтегазонакопления (на примере осадочных бассейнов России) / Д.А. Астафьев // Тр. ВНИГНИ. - М.: ВНИГНИ, 2001. - С. 37-58. - (Серия «Геодинамика, стратиграфия и нефтегазоносность осадочных бассейнов России»).

3. Астафьев Д.А. Прогноз новых зон газонефтенакопления и направления поисково-разведочных работ на шельфах Охотского и Берингова морей России /

Д.А. Астафьев // Освоение морских нефтегазовых месторождений: состояние, проблемы и перспективы: сб. научных статей. -М.: ВНИИГАЗ, 2008. - С. 231-248.

4. Астафьев Д.А. Тектоно-динамические и литолого-фациальные предпосылки нефтегазоносности Южно-Каспийской впадины / Д.А. Астафьев, Н.Ф. Медведев,

А. В. Ахияров и др. // Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 года: сб. научных статей. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2010, - С. 84-93.

5. Астафьев Д.А. Генетическое единство и индивидуальные различия в строении осадочных бассейнов / Д.А. Астафьев // Геология нефти и газа. - 2002. - № 2. -С. 47-51.

6. Астафьев Д.А. Коромантийные структуры бассейно- и нафтидогенеза / Д.А. Астафьев // Генезис нефти и газа. - М.: ГЕОС, 2003. -

С. 24-27.

7. Астафьев Д.А. Роль планетарной магмофлюидодинамической системы Земли в тектогенезе, бассейно- и нафтидогенезе /

Д. А. Астафьев // Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды, нефть и газ, углеводороды и жизнь: материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения П.Н. Кропоткина. - М.: ГЕОС,

2010. - С. 39-43.

8. Астафьев Д.А Причины формирования

и распада Пангеи / Д. А. Астафьев // Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя: материалы XLIII Тектонического совещания Межведомственного тектонического комитета РАН. - М.: ГЕОС, 2010. - Т. 1. -С. 25-29.

9. Кузнецов Н.Б. Кембрийский ороген Протоуралид-Тиманид: структурные доказательства коллизионной природы // Доклады Академии наук. - 2008. - Т. 423. -№ 6. - С. 1-6.

10. Варламов А.И. Углеводородный потенциал глубокозалегающих отложений осадочного чехла нефтегазоносных бассейнов мира /

A. И. Варламов, М.И. Лоджевская // Материалы первых Кудрявцевских чтений: Всероссийская конференция по глубинному генезису нефти. -М.: ЦГЭ, 2012.

11. Астафьев Д.А. Освоение ресурсов нефти и газа российского шельфа: Арктика

и Дальний Восток / Д.А. Астафьев,

B. А. Шеин, А.Г. Черников и др. //

Материалы IV Международной конференции (ROOGD-2012). - М.: Газпром ВНИИГАЗ,

2012. - С. 39-60.

12. Астафьев Д.А. Группировки коромантийных плит в современной геодинамике Земли. Фундаментальные проблемы геотектоники / Д. А. Астафьев //

Материалы XL Тектонического совещания Межведомственного тектонического комитета РАН. - М.: ГЕОС, 2007. - С. 31-35.

№ 5 (16) / 2013