CC BY
92
окружающей среде уже доставленного ущерба.
Таким образом, одним из направлений по пути к устойчивому развитию РС (Я) является создание системы управления отходами горной промышленности, включающей экономические, инвестиционные, правовые, технико-технологические, а также инновационные аспекты, которые обеспечат максимально возможную, экологически безопасную и экономически оправданную переработку отходов. В продолжение изучения темы управления отходами необходимо провести анализ существующих технологий безотходного и ма-
лоотходного производства в области горной промышленности с целью их технической применимости и экономической эффективности для конкретных горных предприятий РС (Я). Разработка комплекса организационно-технических мероприятий, проводимых на всех стадиях добычи и переработки полезных ископаемых на крупных горных предприятиях республики в соответствии со спецификой их работы позволит приблизиться к реализации концепции безотходного производства.
Статья поступила 09.07.2014 г.
Библиографический список
1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году» [Электронный ресурс]. URL: http://www.ecogosdoklad.ru/ default.aspx_(23.04.2014).
2. Инвестиционный потенциал российских регионов в 2013 году // 18-й ежегодный рейтинг инвестиционной привлекательности регионов России 2013 года [Электронный ресурс]. URL: http://raexpert.ru/ratings/regions/2013/att1/att1 -4/_ (25.04. 2014).
3. Голованов Е.Б. Экономика природопользования. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. 138 с.
4. Макар С.В., Глушкова В.Г. Экономика природопользования: учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во
Юрайт, 2011. 588 с.
5. Официальная статистика // Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Республике Саха (Якутия) [Электронный ресурс]. URL: http://sakha.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/sakha/ru/statistic s/ (05.05.2014).
6. Певзнер М.Е. Горная экология: учеб. пособ. для вузов. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2003. 395 с.
7. Мосинец В.Н. и др. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра, 1981. 309 с.
8. Горная энциклопедия / гл. ред. Е.А. Козловский. Т. 1.: Аа-лава - Геосистема. М.: Сов. энциклопедия, 1984. 560 с.
УДК [553.98(47)]
О РОЛИ ШАРЬЯЖНО-НАДВИГОВОЙ ТЕКТОНИКИ В ФОРМИРОВАНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ЮГЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
© Л.А. Рапацкая1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены перспективы онтогенеза углеводородов южной окраины Сибирской платформы. Особенности зонального шарьяжно-надвигового строения Байкитской и Непско-Ботуобинской антиклиналей являются определяющими в локализации и пространственном размещении залежей углеводородов, строении нефтяных резервуаров и ловушек. Непосредственная роль чешуйчато-блокового строения наиболее выразительно проявляется при сдваивании продуктивных горизонтов по надвиговым поверхностям на отдельных рассматриваемых месторождениях нефти и газа. Ил. 9. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: углеводороды; шарьяжно-надвиговая тектоника; аккреционно-коллизионная модель; сдваивание продуктивных горизонтов; резервуары; ловушки.
TO THE ROLE OF OVERTHRUST-FOLD TECTONICS IN HYDROCARBON DEPOSITS FORMATION ON THE SOUTH OF SIBERIAN PLATFORM L.A. Rapatskaya
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article considers the prospects for the ontogeny of hydrocarbons from the southern margin of the Siberian Platform. The features of zonal overthrust-fold structure of Baikit and Nepa-Botuoba anticlines are crucial in the localization and spatial distribution of hydrocarbon deposits, the structure of the oil reservoirs and traps. The specific role of the over-thrust-block structure manifests under the twinning of productive horizons along the thrust surfaces at the specific oil and gas fields under consideration. 9 figures. 7 sources.
Key words: hydrocarbons; overthrust-fold tectonics; accretion-collision model; doubling of productive horizons; reservoirs; traps.
1 Рапацкая Лариса Александровна, кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры прикладной геологии. Rapatskaya Larisa, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Professor of the Department of Applied Geology.
Геотектоническая концепция шарьяжно-надвигового строения В.Е. Хаина [6] позволяет выделить ряд поясов покровно-складчатых структур на Сибирской платформе и выявить нетрадиционные резервуары углеводородов (УВ). Она же служит подтверждением аккреционно-коллизионной модели онтогенеза УВ. Появление нового фактического материала по надвиговой тектонике складчатого обрамления Сибирской платформы послужило основанием для пересмотра устоявшихся положений по структурно-тектоническим и поисковым критериям нефти и газа на юге Сибирской платформы.
Важным событием в эволюции Сибирской платформы явилось раскрытие континентальных рифтов в раннем рифее, давших начало образованию ри-фейских осадочных бассейнов, значение которых заключается, прежде всего, в генерации углеводородов нефтяного ряда, сохранившихся от предвендского размыва под рифейскими углеродистыми толщами. По нашим представлениям, генерация УВ проходила по аккреционно-коллизионной модели: пассивная окраина активизируется вследствие островодужного наращивания и последующего столкновения с новообразованным орогеном [2]. На окраине кратона сформировались перикратонные прогибы: Предени-сейский, Предверхоянский, Предпатомский и др., с мощными осадочными толщами, служившими впоследствии палеоочагами генерации углеводородов при перекрытии их надвинутыми чешуйчатыми блоками новообразованной континентальной коры с соседней складчатой области аккреционного орогена. Разновозрастные аккреционные орогены, прилегающие к Сибирскому кратону, определяли время закрытия (захлопывания) палеобассейна, образование перикра-тонного (краевого) прогиба-палеоочага генерации УВ и, соответственно, возраст региональных нефтегазоносных комплексов (РНГК) [3].
Согласно поясной зональности шарьяжно-надвиговых структур на юге Сибирской платформы, Сизых В.И. с соавторами [5] выделяет ряд следующих крупных структурных элементов, являющихся гигантскими сорванными покровами:
1. Байкало-Муйский офиолито-меланжевый пояс (внешняя часть Центрально-Азиатского складчатого обрамления).
2. Мамско-Бодайбинская зона чешуйчато-надвигового строения.
3. Чуйско-Тонодско-Нечерское поднятие (аллох-тонная центральная мегапластина).
4. Прибайкало-Предпатомская (Прибайкальская) поднадвиговая зона.
5. Непско-Ботуобинская фронтальная антеклиза и фронтальная зона отраженной складчатости в чехле Сибирской платформы.
Наибольший интерес среди поднадвиговых структур в зоне шарьяжного перекрытия с точки зрения нефтегазоносности представляет Прибайкало-Пред-патомская (Прибайкальская) поднадвиговая зона -погребенный ассиметричный прогиб (рис.1) чешуйча-то-надвигового строения клиновидной формы с тектоническими ограничениями [5]. Зона сложена рифей-ско-вендскими осадочными породами мощностью 44,5 км, местами высокобитуминозными, нефтепроиз-водящими (по И.П. Карасёву, М.М. Мандельбауму, В.В. Самсонову). Генерации УВ нефтяного ряда, как органического, так и, вероятно, неорганического происхождения, мог способствовать высокий тепловой поток байкальского астенолита и предполагаемая его миграция в рифте из мантии Земли по глубинным разломам. Основную роль в образовании поднадвиговых структурных ловушек сыграл тектонический фактор -клиновидная форма резервуара, запечатанного между кристаллическим фундаментом и козырьком шарьяжного перекрытия структур надвигового пояса [5].
Рис. 1. Прибайкало-Предпатомская поднадвиговая зона ( Сизых, Лобанов, 1994; 1996): 1 - кристаллический фундамент; 2 - складчатый комплекс Байкало-Патомского нагорья; 3-5 - отложения осадочного чехла платформы ( 3 - рифейские, 4 - венд-кембрийские, 5 - кембрийские); 6 - предполагаемые горизонты тектонтитов со свойствами вторичных коллекторов и флюдоупоров; 7 - надвиги
Прибайкальская поднадвиговая зона на севере смыкается с Предпатомской, образуя единую региональную структуру, пространственно совпадающую с Прибайкало-Предпатомским краевым прогибом, обладающим всеми признаками нефтегазоносных краевых прогибов. Наиболее крупные месторождения на Сибирской платформе приурочены, в основном, к склонам антеклиз древнего заложения: Непско-Ботуобинской (НБА) и Байкитской, обращенных в сторону сопряженных одновозрастных прогибов, служивших, по-видимому, очагами нефтегазогенерации.
Геофизическими материалами Мандельбаума М.М. [4] подтверждается, что НБА имеет чешуйчато-блоковое строение, обусловленное чередованием горстообразных выступов фундамента - надвиговых пластин и грабенообразных прогибов - поднадвиговых зон, которые в региональном плане относятся к поясу фронтально надвиговых структур юга Сибирской платформы. Автор рассчитывает, что «нефтегазоносными могут быть не только области освоенных структур вторичной аккумуляции УВ чехла, но и аллохтон-ные структуры фундамента, особенно поднадвиговые зоны - области предполагаемой первичной аккумуляции УВ». Внутреннее строение Непского свода НБА, к которому приурочены основные крупные месторож-дния нефти и газа, по геофизическим данным [4], отличается большой тектонической раздробленностью, обусловленной чередованием поднятий, выступов и прогибов, разделенных разрывными нарушениями (рис. 2).
По представлениям М.М. Мандельбаума, в процессе шарьяжно-надвиговой тектоники при обдукции происходит надвигание на пассивную окраину кратона обдукционных пластин земной коры, которые за счет трения создают эффект «горячего утюга, что существенно увеличивает общий масштаб нефтегазообра-зования в субдукционно-обдукционных областях».
Бурением подтверждено наличие надвиговых структур в глубоких горизонтах внутренних частей Сибирской платформы.
На Ковыктинской площади (Ангаро-Ленская ступень) двумя скважинами вскрыты две тектонические пластины кристаллосланцев и кварцитоподобных пород возрастом 2,5-2,6 млрд лет, разделенных рифей-вендскими отложениями. По данным Жаркова А.М. [1], «наиболее ярким аргументом проявления блоковой тектоники является двоекратное вскрытие бурением пород фундамента в скв. № 31 Аянской площади. После шестиметрового блока гранитов вскрыт обычный осадочный разрез терригенных отложений, ниже которого находятся породы фундамента». А еще раннее некоторые исследователи предполагали широкое распространение рифейских образований в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы под надвинутыми пластинами кристаллического фундамента. В результате интерпретации геолого-геофизических сейсмо-разведочных данных с позиции чешуйчато-надвиговой тектоники, в зонах сочленения Непско-Ботуобинской антеклизы и Предпатомского прогиба выявляется сдваивание продуктивных горизонтов по надвиговым поверхностям в целом ряде нефтегазоносных площадей: Мурбайской, Нижнепеледуйской, Пилюдинской, Междуречинской, Дулисьминской и Аянской (рис. 3).
В лаборатории дизъюнктивной тектоники Мигур-ского А.В. разработана модель покровно-надвигового строения Предпатомского регионального прогиба и смежных частей Непско-Ботуобинской антеклизы и Ангаро-Ленской ступени с масштабным (на десятки километров) перемещением сорванных покровов. Складчато-надвиговые процессы сопровождались интенсификацией латеральной миграции флюидов, в том числе и углеводородов, со стороны складчатой области внутрь Сибирской платформы (рис. 4).
Рис. 2. Гпубинный разрез Непского свода от Татарского выступа через Преображенскую, Верхнечонскую площади до Прибайкальского прогиба (Мандельбаум, 1983): 1 - глубины поверхности фундамента, по данным ТСЗ; 2 - кристаллический фундамент; 3 - рифейские отложения; 4 - нижнекембрийские-вендские отложения; 5 - нижнекембрийские карбонатно-галогенные отложения; 6 - юрско-верхне-кембрийские отложения; 7 - надвиги;
8 - площади глубокого бурения
Рис. 3. Геологический разрез через Междуреченскую, Дулисьминскую и Аянскую площади юго-западной части
Непско-Ботуобинской антеклизы (по Шемину, 1988), где 1-7 породы: 1 - терригенные, 2 - терригенно-карбонатные, 3 - карбонатные, 4 - карбонатные с выщелоченными солями, 5 - преимущественно галогенные, 6 - долериты, 7 - породы фундамента; 8 - перерывы в осадконакоплении; 9 - надвиги; 10 - скважины
Рис. 4. Схема миграции УВ в районе развития складчато-надвиговых дислокаций в зоне сочленения Сибирской платформы с Байкало-Патомским нагорьем. Породы, преимущественно: 1 - соленосные; 2 - карбонатные; 3 - терригенно-карбонатные; 4 - карбонатно-терригенные; 5 - терригенные; 6 - сульфатно-карбонатно-терригенные; 7 - угленосные; 8 - фундамент; 9 - разрывы; 10 - траппы; 11 - выщелачивание или отжатие солей; 12 - нефтематеринские отложения (область питания УВ); 13 - повышенная битуминозность пород (зона аккумуляции и частичной разгрузки УВ); 15 - направленность и интенсивность миграции Ув,
повышенная - а, пониженная - б
На схематичных геологических разрезах Данилов- Сибирской платформы с Байкало-Патомским нагорь-ского месторождения НБА, приуроченного к структуре ем (рис. 5), хорошо видны разномасштабные смеще-складчато-надвиговых дислокаций в зоне сочленения ния по разрывным нарушениям различного характера.
II „
" 11 16 20 Я
Рис. 5. Геологическое строение Даниловского месторождения (Соколов и др., 1989): 1 - скважины; 2 - нефтяная залежь; 3 - газоконденсатная залежь; 4 - разломы; 5 -скважины
Большой интерес представляет геологический разрез Пилюдинского месторождения этой же структуры, где результаты тектонических процессов отражены не только в дизъюнктивных нарушениях, но и наблюдается доломитово-соляной купол - высокоамплитудная антиклиналь, образовавшаяся в процессе сжатия, благодаря пластичному перетоку прослоев соли с увеличением их мощности в ядре до 400-500 м (рис. 6).
Разрывные нарушения различной кинетики и масштабов отмечаются и на крупнейшем месторождении НБА - Верхнечонском газонефтеконденсатном (ВЧНГ). В тектоническом плане оно приурочено к большой флексуре, осложняющей западный склон Пеледуйского куполовидного поднятия НБА. В геологическом строении месторождения принимают участие отложения рифея, нижнего, среднего и верхнего кембрия, каменноугольной и юрской систем, которые со стратиграфическим и угловым несогласием залегают на породах фундамента архей-протерозойского возраста. В осадочном чехле выделяются три структурных комплекса пород: подсолевой, солевой и надсо-
— 1400
— 1300
— 1600
— 1700
— 1800
—гооо
левой, отличающиеся разной степенью дислоциро-ванности, что обусловлено проявлениями разрывной и соляной тектоники и внедрением пластовой интрузии долеритов.
По данным сейсморазведочных работ установлен целый ряд разрывных нарушений, осложняющих структурные планы поверхности фундамента и осадочных отложений. Часть из них прослеживается только в подсолевой и солевой частях разреза, часть затрагивает весь разрез. Месторождение является многопластовым и многозалежным, осложненным серией тектонических разломов различной протяженности, направленности и амплитуды. Наиболее крупные из них расчленяют месторождение на 7 отдельных самостоятельных блоков (рис. 7). Среди выделенных зон разрывных нарушений наиболее высокими амплитудами смещения характеризуются Могинско-Ленский разлом, Верхнечонско-Талаканский и Усольский грабены. Характерной морфогенной особенностью строения залежей в пластах верхнечонского и преображенского горизонтов является их тектоническое экранирование.
Подписи к условным обозначениям:
1. Нижняя юра, ухугутская свита. Пески, песчаники, алевролиты, аргиллиты.
2. Верхний кембрий, верхоленская свита. Алевролиты, аргиллиты, мергели, прослои песчаников и доломитов.
3. Нижний кембрий, ичерская свита. Доломиты, известняки, прослои мергелей.
4. Ранний триас. Катангский интрузивный комплекс. Доле-риты, микродолериты, оливиновые и троктолитовые доле-риты: а) силлы, б) дайки.
5. Разрывные нарушения взбросо-надвигового типа.
6. Разрывные нарушения по материалам сейсморазведки и данным бурения.
7. Буровые скважины и их номера.
8. Линии геолого-геофизических разрезов.
Рис. 6. Геологический разрез Пилюдинского месторождения
Рис. 7. Геологическое строение Верхнечонского месторождения
Самым древним на Сибирской платформе нефтегазоносным комплексом является рифей: вендский, приуроченный к гигантскому Куюмбинско-Юрубчено-Тохомскому ареалу нефтегазонакопления с предполагаемыми извлекаемыми запасами нефти более 1 млрд т и газа до 1 трлн м3.. Ареал представляет скопление УВ, представленное двумя крупнейшими - Куюмбин-ским и Юрубчено-Тохомским - месторождениями. В геоструктурном плане месторождения находятся в пределах Камовского свода Байкитской антеклизы, расположенной в западной части юга Сибирской платформы.
Куюмбинское газонефтяное месторождение приурочено к узлу пересечения Болышепитско-Кисло-канского и Ангаро-Катангского региональных сдвигов северо-восточного и северо-западного простирания, при доминирующем влиянии первого, формирующих ловушки для углеводородов. Месторождение представляет собой гигантский природный резервуар, сложенный архейско-протерозойскими породами складчатого фундамента, перекрытыми венд-нижнепалеозойским осадочным чехлом преимущественно доломитовых кавернозно-карстово-трещинных пород-коллекторов. Осадочная толща разделена на два разнородных по степени деформи-рованности структурных этажа: рифейский и венд-нижне-палеозойский. Рифейские комплексы по строению резко отличаются от вышележащих и характеризуются интенсивной деформацией, формирующей крупные рифтогенные и межрифтогенные структуры (рис. 8).
ская толща более сложного строения формировалась в условиях клиноформного заполнения бассейна. Рифтогенные процессы разделили ее рядом пологих сбросов на крупные пластины - структурно-стратиграфические комплексы. В дальнейшем, в конце рифея, эти сбросы в условиях предвендского сжатия были трансформированы в крупные надвиги. Таким образом, можно говорить, что строение ри-фейских структурно-стратиграфических комплексов Куюмбинского месторождения (возможно, и всей ЮТЗ) определялись разломной тектоникой. Геофизическими исследованиями установлен контроль большинства скоплений нефти и газа крупными разломными структурами, служащими дренажными системами, по которым из глубин поступают флюиды, активизирующие процесс онтогенеза УВ [7].
В целом деструктивная тектоника, формируя характер внутреннего строения рифейского природного резервуара месторождения, приводит к образованию зон аномальной трещиноватости коллекторов. Пустотное пространство рифейских отложений со скоплениями УВ отличается сложностью строения, одновременным развитием пустот различного вида. Продуктивная часть рифейского резервуара представлена в различной степени трещиноватыми и кавернозными доломитами, эффективный объем пустот которых обеспечен вертикальными и горизонтальными трещинами. Опосредованное влияние деструктивной тектоники на формирование пустотного пространства ри-фейских резервуаров выразилось в образовании в период предвендской денудации в разломных зонах
Рис. 8. Широтный геологический профиль через Юрубчено-Тохомскую зону (по Конторовичу и др., 1996, с небольшими изменениями). Породы: 1 - долериты; 2 - граниты, гранитогнейсы; 3 - непроницаемые глинистые и карбонатно-глинистые породы; 4 - проницаемые газонасыщенные (преобладают доломиты); 5 - проницаемые нефтенасыщенные; 6 - разрывные нарушения; 7 - структурные линии. Венд: Vus - усольская; Vtt - тэтэрская;
Vse - собинская; Vktg - катангская; Vos - оскобинская
На Куюмбинском месторождении выделяются три кинематических типа разрывных нарушений: надвиги, сдвиги, сбросы. Верхнюю часть рифейского разреза месторождения занимает субгоризонтальная толща мощностью 150-450 м, представленная, по определениям абсолютного возраста, средне-верхнерифейскими породами. Нижне-среднерифей-
карстовых полостей, каверн и пор [7].
Катангская зона нефтегазонакопления располагается в южной части Лено-Тунгусской НГ провинции и приурочена к Катангской седловине - положительной структуре, разделяющей Байкитскую и НБА, являясь «промежуточным звеном» между ними (рис. 9). Ее структурное положение определяет гораздо меньшую
Братск ^^^ ( <^Усть-Кут
Рис. 9. Схема тектонического районирования юга Сибирской платформы
интенсивность тектонических процессов, что и отражается в строении приуроченных к ней месторождений УВ: Собинского и Пайгинского. Собинское нефте-конденсатное месторождение, расположенное на юго-западе Собинско-Тэтэрского выступа - крупной гор-стообразной структуре, амплитуда вертикального перемещения которой превышает 200 м (см. рис. 2). Структура Собинско-Тэтэрского выступа, в свою очередь, также осложнена локальными поднятиями, например, Собинским валом, имеющим размеры около 500 км2 при вертикальной амплитуде свыше 100 м. Эти и другие локальные поднятия в пределах Катанг-ской седловины делают ее перспективной областью для сохранения залежей УВ.
Разрез осадочного чехла в пределах Собинского месторождения сложен породами рифейского, вендского, кембрийского и карбон-триасового возраста, нефтегазоносность связана с подсолевыми горизонтами песчаников ванаварской свиты венда. Месторождение многозалежное. Залежи пластовые, сводовые, литологически и тектонически экранированные,
приурочены к сводовой части Собинского вала. который дизъюнктивными нарушениями расчленен на ряд блоков.
Анализ вышеизложенного материала позволяет сделать следующие выводы: в формировании нефтегазоносных месторождений южной части Сибирской платформы важную роль сыграли процессы шарьяжно-надвиговой тектоники, контролирующие крупнейшие нефтегазоносные структуры: Байкитскую и Непско-Ботуобинскую антеклизы, Ангаро-Ленскую ступень и Катангскую седловину. Следует отметить, что надвиги, выявленные в фундаменте структур, в толще осадочного чехла, меняя свою кинематику, отражаются в форме сбросов и взбросов. Результаты этого процесса проявлены в сдваивании продуктивных горизонтов по надвиговым поверхностям, преобладании типов тектонически экранированных залежей, деструктивной раздробленностью пород-коллекторов, обладающих вторичной пористостью, проницаемостью и трещиноватостью.
Статья поступила 18.09.2014 г.
Библиографический список
1. Жарков А.М., Ануприенко А.А. Влияние блоковых перемещений фундамента на строение и нефтегазоносность базальных отложений осадочного чехла. Блоковое строение земной коры и нефтегазоносность. СПб.: ВНИГРИ, 1994. С. 73-76.
2. Рапацкая Л.А., Иванов А.Н. Геодинамика окраин Сибирского и Северо-Азиатского кратонов и положение палеооча-гов углеводородов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. № 5. С. 52-58.
3. Рапацкая Л.А., Буглов Н.А., Хао Дунхэн. Некоторые аспекты геодинамики и геотермии в связи с нефтегазоносностью Сибирской и Северо-Китайской платформ // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. № 10. С. 78-84.
4. Мандельбаум М.М., Суворов В.Д., Смирнова Т.Д. и др. Новые данные об особенностях фундамента восточного склона Непско-Ботуобинской антеклизы по сейсмическим данным // Геология и геофизика. 1992. № 1. С. 135-138.
5. Сизых В.И. Шарьяжно-надвиговая тектоника окраин древней платформы. Новосибирск: СО РАН, 2001. 154 с.
6. Хаин В.Е. Тектоника литосферных плит - достижение и нерешенные вопросы // Известия АН СССР. 1984. № 12. С. 23-27.
7. Харахинов В.В., Шленкин С.И., Зеренинов В.А. Нефтегазоносность докембрийских толщ Куюмбинско-Юрубчено-Тохомского ареала нефтегазонакопления // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2011. № 1. С. 1-31.
