1.2 ТИМАНО-ПЕЧОРСКАЯ НЕФТЕГАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ
Рис. 1. Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция
Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция расположена в пределах одноименной плиты, Предуральского и Припайхойско-Приюжноновоземельского мегапрогибов (рис.1). С запада и юго-запада она ограничивается структурами Тиманской гряды с выходами эпибайкальского фундамента на поверхность. С востока ее окаймляют Уральская и Пайхойско-Новоземельская складчатые системы. Ухта-Ижемский вал включается в Тиманскую гряду. Он представляет собой зону антиклинальных поднятий протяжённостью в 250 км и осадочным чехлом в 250-400 м, толщина которого увеличивается на востоке до 2,5-3 км. Особенностью региона является сложная, разноинтенсивная тектоника чередующихся между собой мегавалов: Тиманского, ПечороКолвинского, Варандей-Адзьвинского, Северо-Предуральского и Припайхойско Приюжновоземельского мобильных, и Ижма-Печорского и Большеземельского стабильных.
Фундамент Тимано-Печорской плиты сложен позднепротерозойскими осадочно-метаморфическими породами. Многочисленны эффузивные и интрузивные проявления. Выделяются два мегаблока фундамента - юго-западный Тиманский и северо-восточный Большеземельский. Они отличаются составом вулканогенно-метаморфических формаций. Это свидетельствует о различном геодинамическом происхождении этих мегаблоков Их граница устанавливается по системе Припечорского и Илыч-Чикшинского разломов. (Печоро-Колвинская зона прогибов). По геофизическим данным в фундаменте Тимано-Печорской плиты предполагается развитие метаморфических образований зеленосланцевой, эпидот-амфиболитовой и амфиболитовой фаций метаморфизма, интрудированных широким спектром магматических пород. Консолидация фундамента приурочена к рифею и раннему кембрию.
В западной части фундамента превалируют рифейские метаморфические сланцы низших ступеней метаморфизма с отдельными массивами основных и ультраосновных пород. Для Тиманского Мегаблока характерна Северо-Западная зональность, выраженная постепенным увеличением мощности разрезов рифея от 4 до 12 км. Магматические комплексы представлены габбро-диабазами на полуострове Канин и Среднем Тимане, постскладчатыми двуслюдяными гранитами и гранодиоритами в полосе, примыкающей к системе Илыч-Чикшинского разлома, и орогенными и посторогенными щелочными габброидами, гранитами и сиенитами, приуроченными к Западно. Тиманскому разлому. В целом, рассмотренная часть фундамента может быть определена как область развития отложений неопротерозойской пассивной континентальной окраины.
С востока "сланцевая" область ограничивается линейной зоной, для которой можно предполагать наличие широкого петрографического разнообразия консолидированных образований - от слабометаморфических до высокометаморфизованных комплексов и изверженных пород от кислого до ультраосновного состава. С восточной стороны района распространены вулканогенно-осадочные породы и магматиты. Основные вулканиты, амфибол-биотитовые гранитоиды и диориты определены скважинными данными в западных участках зоны. Для восточных участков характерны габбро, диориты, плагиограниты, габбро-диориты и гиббродиабазы, т. е. породы, в которых магма имела первоначальный состав. На всех участках района граниты имеют основополагающее значение и повышенную долю основных компонентов. Эффузивы известково-щелочной серии наиболее подробно представлены среди вулканогенных пород. Минеральный состав этих магматических ассоциаций говорит о том, что их образование в позднем протерозое было приурочено к геодинамическим системам, характерным для островных дуг [5]
Отдельные районы фундамента Тимано-Печорской плиты с недостаточно мощной корой оказались предрасположенными к растяжению, способствовавшему образованию рифтовых прогибов и увеличению проницаемости для внедрения основных магматических пород. Такая палеогеодинамическая ситуация возникла в системе Чикшинских разломов, Припечорского и Илыч и к востоку от нее в Денисовский прогибе. В процессе дизъюнктивно-пликативных деформаций позднебайкальского (кадомского) орогенеза произошли закрытие этого бассейна и образование вулканоплутонического пояса, контролируемого системами разломов: Припечорского и Илыч-Чикшинских - на западе и Колвинских - на востоке. Вторая островодужная зона выделяется в районе Полярного Урала. К западу от нее, на северо-востоке Тимано-Печорской плиты судя по всему располагалась впадина океанского типа.
В центральной части Большеземельского блока (Большеземельский свод), характерны кристаллические массивы, относящиеся к средним и высоким ступеням метаморфизма, что указывает на распространение здесь крупных дорифейских кратонных террейнов. В керне большинства скважин, вскрывших верхний протерозой Большеземельского мегаблока, доминируют кислые вулканиты и туфы. Интрузивные породы представлены гранитоидами, диабазами и двуслюдяными гранитами. Их состав может меняться от более ранних основных разностей к более поздним кислым. На территории Большеземельского мегаблока широко распространены помимо остальных разностей терригенные (венд-кембрийские) красноцветные породы с примесью туфогенного материала, телами и покровами кислых эффузивных пород. Они занимают самую верхнюю часть доордовикского разреза, являются результатом размыва и переотложения вулканогенных пород рифея и могут рассматриваться в качестве молассовой формации кадомского орогенеза. На востоке Большеземельского свода и во впадинах Предуральского краевого прогиба предполагается широкое развитие пород основного состава. Этот факт допускает выделение в перечисленных районах ряда палеоокеанических террейнов
Таким образом, преобладание известковощелочных островодужных вулканических формаций и их ассоциация с поясами метаморфизма высоких давлений говорят о типичных условиях субдукции в позднем докембрии. Складчатость, высокотемпературный метаморфизм и гранитные интрузии указывают на условия столкновения, причленения вулканических островных дуг и подстилающего их основания к окраине Восточно-Европейского континента. Исходя из этого, складчатое основание Печорской низменности (Большеземельский мегаблок) можно представить в виде аккреционной мозаики, возникшей в результате коллизии различных по геодинамическим признакам, относительно небольших террейнов.[15]?
1.3 ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ПРОВИНЦИИ
1.3.1 Стратиграфия
Фанерозойский осадочный чехол Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции залегает с резким угловым и стратиграфическим несогласием на породах рифейского фундамента, представленного сильно дислоцированными метаморфическими образованиями. Общая мощность осадочного чехла растет с юга на север, достигая в прогибах 10-12 км.
Кембрийская система
Кембрийская система на большей части плиты характеризуется перерывом. Наличие кембрийских отложений предполагается лишь в восточной части Коротаихинской впадины, где они, судя по всему, представлены молассовидными вулканогенно-осадочными отложениями толщиной до 2500 м, схожими по составу к одновозрастным образованиям лаптопайской серии Новой Земли.
Ордовикская система
Ордовикские отложения залегают с резким угловым и стратиграфическим несогласием либо непосредственно на структуре фундамента, либо на кембрийских породах.
Терригенные ассоциации нижнего и нижней части (ланвирнский ярус) среднего отделов в западной части плиты представлены седъельской и нибельской свитами.
Седъельская свита распространена весьма ограничено и сложена, преимущественно, кварцевыми песчаниками и кварцитами. Среди них выделяются прослои пестро окрашенных серицит - глинистых сланцев. В основании разреза залегает мощная (до 100-150 м) толща крупногалечных конгломератов.
Нибельская свита сложена красноцветными песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Мощность комплекса достигает 1000 м. В пределах Хорейверской впадины распространены терригенные толщи низов среднего отдела мощностью от 20 до 160 м, представленные чередующимися красноцветными галечниками, песчаниками, алевролитами и аргиллитами, и залегающие на породах фундамента. На востоке, в предуральской части плиты, эта толща представлена кварцито-песчаниками, филлитовидными сланцами, гравелитами и конгломератами мощностью до 2000 м.
Вышележащие отложения среднего (верхи карадокского яруса) – верхнего ордовика несогласно залегают на подстилающих их отложениях, либо на породах рифея. Они по большей части представлены карбонатными, терригенно-карбонатными и терригенно-сульфатно-карбонатными отложениями (известняки, доломиты, доломиты с прослоями ангидритов). Мощность отложений от 360 до 600 м.
Среднеордовикские отложения представлены карадокским, которому соответствует маломакарихинский горизонт, названный по свите, определенной в пределах Хорейверской впадины. Отложения свиты залегают с угловым и стратиграфическим несогласием на дислоцированных породах фундамента, либо со стратиграфическим перерывом на терригенных отложениях нижнего ордовика.
Маломакарихинская свита представлена седиментациоными, в большинстве своем вторичными доломитами, нижняя ее часть содержит тонкие прослои песчаников, алевролитов и аргиллитов, иногда красноцветных, верхняя, в основном, карбонатная, с прослоями аргиллитов. В карбонатных породах могут быть обнаружены остатки водорослей, лингулид, криноидей, гастропод. Мощность свиты увеличивается в восточном направлении от 35 до 130, редко – до 180 м
Верхнеордовикские отложения выделяются в объеме ашгилского яруса и согласно залегают на породах среднего ордовика ил и, реже, с угловым и стратиграфическим несогласием на породах фундамента и подразделяются на усть-зыбский, мукертский, хорейверский и салюкинский горизонты, с которыми в Хорейверской впадине соотносятся баганская, мукертская, хорейверская и салюкинская свиты.
Баганская свита определена в Хорейверской впадине, включает в себя серые и серо-коричневые, вторичные доломиты и известняки с редкими маломощными глинистыми прослоями. Встречаются остатки брахиопод, мшанок, криноидей, гастропод, остракод, водорослей, иногда образующие скопления в виде линзовидных прослоев, в известняках встречаются ходы илоедов. Мощность свиты – 60-180 м.
Хорейверскую свиту представляют тонко переслаивающиеся сероцветные глинистые доломиты, ангидриты, аргиллиты с песчано-алевритовой примесью, редко встречающиеся вторичные доломиты с остатками водорослей, позвоночных. Мощность свиты – 40-160 м.
В состав салюкинской свиты входят вторичные доломиты с остатками табулят, брахиопод и остракод. Мощность свиты изменяется с северо-запада на юг, юго-восток от 40-60 м до 100-160 м. [21]
Силурийская система
Отложения силура согласно залегают на верхнеордовикских почти на всей площади плиты, и только в пределах Колвинского мегавала – с угловым несогласием на породах фундамента. Силурийские отложения представлены двумя отделами – верхним и нижним. Толщина силурийских образований закономерно растет в юго-восточном направлении от 200 до 2000 м.
Нижний отдел силура сложен в основном вторичными доломитами, образованными по органогенным известнякам, доломитизированными известняками, интенсивно окремнелыми и сульфатизированными с прослоями глин и алевролитов. Часто встречаются битуминозные разности известняков. Мощность отложений изменяется в юго-восточном направлении от 100 до 1200 м.
В составе разреза нижнего силура выделены лландоверийский (300-650 м) и венлокский ярусы (до 700 м). Лландоверийский ярус подразделяется на джагальский и филиппъевский горизонты, к венлокскому ярусу приурочен седъельский горизонт.
В районе Хорейверской впадины перечисленным горизонтам отвечают макарихинская, сандивейская и веякская свиты.
Макарихинская свита подразделяется на две подсвиты. Нижняя подсвита представлена глинистыми доломитами с детритом брахиопод, табулят, строматопороидей, криноидей. На западе Хорейверской впадины нижнюю подсвиту составляют ангидрито-доломиты, переслаивающиеся с ангидритами. Верхняя подсвита ключает в себя доломиты и доломитизированные известняки с редкими биостромами. Мощность свиты – 150-250 м.
В разрезе сандивейской свиты выделяются иловые и строматолитовые доломиты, коричневато-серые, мелко-тонкозернистые, прослоями – детритовые, пеллетовые. На юго-востоке Хорейверской впадины это биогермные кораллово-строматопоровые доломиты, на севере – толща переслаивания ангидритов, ангидрито-доломитов и аргиллитов. Мощность свиты – 100-180 м.
Веякская свита, как и макарихинская, подразделена на две подсвиты, нижнюю из которых составляют скелетные и пеллетовые известняки, а также доломиты со структурой вакстоуна, верхнюю – детритовые известняки (детрит брахиопод, кораллов, строматопор и криноидей) с прослоями известняков кораллово-строматопоровых. Мощность свиты составляет 90-250 м.
Отложения верхнего отдела силура согласно залегают на породах нижнего отдела, однако распространены ограничено: в пределах палеосводов они отсутствуют вследствие предтиманской эрозии.
В разрезе отдела выделены толщи лудловского и пржидольского ярусов, которым соответствуют гердъюский и гребенский горизонты, имеющие карбонатный, глинисто-карбонатный и, что в меньшей степени характерно для Варандей-Адзьвинской структурной зоны, терригенный состав. Мощность верхнесилурийской толщи достигает 900 м, однако в Хорейверской впадине (Большеземельский свод) изменяется в пределах от 100 до 400 м. Гердъюский горизонт составляют глинистые известняки, седиментационные и вторичные доломиты, переслаивающиеся с тонкими прослоями аргиллитов, причем, переслаивание в целом характерно для нижней и верхней частей разреза, в то время как средняя часть горизонта сложена массивными тонко-мелкозернистыми слабо глинистыми, отдельными прослоями – органогенно-детритовыми – известняками, доломитами, мергелями. Детритовые разности представлены остатками остракод, гастропод, брахиопод, криноидей и обрывками водорослей. Мощность гердъюского горизонта изменяется от 130-200 м в районе Хорейверской впадины до 400-500 м – в Варандей-Адзьвинской структурной зоне.
В профиле гребенского горизонта наблюдается чередование микрозернистых, иногда комковатых доломитизированных известняков, мергелей, аргиллитов и вторичных, развитых по кораллово-строматопоровым известнякам, доломитов. Верхняя часть гребенского горизонта составлена мощными пластами тонко- мелкозернистых, реже среднезернистых неравномерно доломитизированных массивных известняков. Здесь же отмечается увеличение влияния глинисто-алевритового материала карбонатов: прослои глинистых известняков, мергелей и разнозернистых кварцевых алевролитов, причем вместе с возрастанием мощности горизонта на востоке Варандей-Азьвинской структурной зоны возрастает и мощность толщи, обогащенной глинистым материалом. В составе карбонатов мелкие лингулы, детрит брахиопод, табулят, остракод, гастропод, трилобитов, выделяются ходы илоедов. Кровля гребенского горизонта четко зафиксирована данными.
ГИС по смене карбонатов на глинистые отложения вышележащего лохковского яруса. Мощность гребенского горизонта варьирует от 80 до 100 м в Хорейверской впадине до 400-500 м – в Варандей-Адзьвинской структурной зоне. [14]
Девонская система
Отложения девонской системы согласно залегают на породах верхнего силура на большей части территории плиты и представлены ее нижним и верхним отделами. Средний отдел распространен ограничено, а на большей части Хорейверской впадины отсутствует.
Большая часть разреза нижнедевонских отложений размыта ранне-среднедевонской региональной эрозией. Мощность нижнего девона изменяется от 100 – 400 м в Хорейверской впадине до 1200-1500 м – в Варандей-Адзьвинской структурной зоне, где разрез представлен наиболее полно. В его составе выделены отложения лохковкского, пражского и нижней части эмского ярусов. Лохковский ярус подразделен на овинпармский и сотчемкыртинский горизонты, которым соответствуют хатаяхинская и торавейская свиты; пражскому ярусу соответствует наульская, а верхам эмского яруса – варандейская свиты.
Овинпармский горизонт представлен сероцветной глинисто-карбонатной толщей. Карбонатная часть разреза представлена, в основном, известняками, иногда – вторичными доломитами. Известняки тонкозернистые, комковатые, комковато-сгустковые, пеллетовые, органогенно-детритовые нередко доломитизированные. Среди фаунистических остатков встречаются остракоды, гастроподы, мшанки, брахиоподы, трилобиты, криноидеи, водоросли и др. В отдельных прослоях породы кавернозные, трещиноватые. Глинистый материал содержится в разных количествах в составе известняков, иногда локализован в виде прослоев аргиллитов. Подчиненное значение имеют прослои алевролитов. Мощность от 100 до 600 м.
Сотчемкыртинский горизонт включает в себя две различающихся по литологическим характеристикам части: глинисто-карбонатную, представленную доломитами мелкозернистыми с остатками остракод, аргиллитами доломитизированными, мергелями доломитовыми и ангидрито-доломитами, и ангидритодоломитовую, в составе которой – ангидриты, доломито-ангидриты с редкими прослоями алевролитов. Мощность горизонта достигает 400 м, причем, относительной выдержанностью характеризуется ангидритодоломитовая часть горизонта (300 – 320 м), в то время как глинисто-карбонатная часть уменьшается от 100 м вплоть до полного выклинивания на юге Варандей-Адзьвинской зоны.
Породы наульской свиты наблюдаются на севере ВАСЗ и согласно залегают на сульфатно-карбонатных породах сотчемкыртинского горизонта. Свита также состоит из двух различающихся по составу частей: пестроцветной толщи тонкого переслаивания песчаников, алевролитов, аргиллитов и доломитов с тонкими слойками и линзами ангидрита и доломитово-ангидритовой. Мощность свиты от 60 до 140 м.
Варандейская свита включает в себя аргиллиты, мергели, доломиты, известняки. Доломиты тонко- мелкозернистые, иногда глинистые, местами с включениями вторичного ангидрита по трещинам. Известняки мелкозернистые с детритом остракод, с остатками водорослей, углефицированной флоры, в разной степени доломитизированные. Иногда встречаются прослои органогенных известняков, содержащих остатки брахиопод и криноидей. Мергели доломитовые алевритовые, иногда ожелезненные. Мощность свиты уменьшается в южном направлении и составляет от 80 до 180 м, в отдельных районах свита отсутствует (Лабоганская и Северо-Сарембойская площади) и только в пределах Западно-Леккейягинской и Мядсейской площадей эродированная поверхность свиты перекрывается отложениями среднего девона, в большинстве же случаев – нижнефранскими породами верхнего девона.
Средний отдел девона распространен ограничено. Отложения этого возраста не встречаются на большей части Хорейверской впадины и появляются только к западу и востоку от нее. В большинстве районов средний девон лежит на породах нижнего девона со стратиграфическим несогласием. Нижняя граница его отбивается по резкому изменению литологического состава. [11]
Представлен эйфельским и живетским ярусами. В составе эйфельского яруса выделяются койвенский (койвенская свита), бийский, кедровский, омринский и колвинский горизонты.
Разрез среднего девона, сложен, в основном, глинистыми и алевро-песчаными толщами с прослоями конгломератов и загипсованных пород, в северо-восточной части Тимано-Печорской плиты появляются карбонатые породы (мергели, органогенные известняки и доломиты). Мощность, как правило, изменяется от 50 до 250 м, но может достигать 1500 м (Предуральский прогиб).
Верхний девон представлен отложениями франского и фаменского ярусов.
В разрезе франского яруса выделяются нижний, и верхний подъяруса.
Нижнефранский подъярус верхнего девона распространен достаточно широко. На большей части территории распространения с размывом залегает на различных горизонтах более древних пород. Мощность изменяется от 100 м на северо-западе до 1000 м на северо-востоке. Базальная часть разреза (пашийский горизонт) сложена средне- и крупнозернистыми песчаниками с прослоями конгломератов и красноцветных аргиллитов. Пашийские отложения периодически отсутствуют в разрезе. Вышележащие слои (тиманский горизонт) представлены толщей переслаивания аргиллитов, аргиллитоподобных глин, алевролитов и песчаников. Породы часто содержат туфогенный материал. Саргаевский горизонт, завершающий разрез нижнего франа, сложен глинистыми породами.
Верхнефранский подъярус развит повсеместно. Мощность его – 200–500 м. В основании комплекса залегает семилукский горизонт, представленный терригенно-карбонатными и карбонатными породами и маломощными (первые десятки метров) отложениями доманикового типа – кремнисто-битуминозными известняками, сланцами, силицитами, мергелями, выделяемыми в доманиковый горизонт. В вышележащей части разреза значительное место занимают органогенные известняки. В незначительном количестве присутствуют аргиллиты и алевро-песчаные породы. В самых верхних частях обнаружены прослои ангидритов.
Фаменский ярус представлен почти повсеместно и согласно залегает на верхнефранских толщах. Выделяются три типа разрезов. Первый тип встречается в пределах Предуральского прогиба и для него характерно развитие глубоководных пород доманиковой фации - темноокрашенных битуминозных мергелей, переслаивающихся с глинистыми битуминозными известняками, битуминозными сланцами и тонкими прослоями черных силицитов. Мощность, как правило, не превышает 100 м. Разрез второго типа в нижней и верхней частях сложен исключительно известняками, нередко органогенными, в средней части отмечаются прослои и пачки мергелей, аргиллитов, алевролитов и песчаников. Известняки часто доломитизированные, иногда кремнистые. Встречаются включения ангидрита. Породы этого типа имеют мощность от 110 м до 700 м и распространены к западу от Предуральского прогиба. Еще западнее, в пределах Печоро-Колвинского авлакогена и Ижма-Печорской впадины, распространен третий тип, характеризующийся развитием в нижней части разреза глинисто-карбонатных пород - мергелей с прослоями аргиллитов и глинистых известняков, а в верхней части - карбонатных пород (известняков и доломитов с прослоями мергелей). Мощность пород в разрезах этого типа изменяется от 70-80 м до 1300 м. [17]
Каменноугольная система
В составе каменноугольной системы выделяются отложения нижнего, среднего и верхнего отделов.
Нижний отдел каменноугольной системы включает турнейский, визейский и серпуховской ярусы.
Турнейский ярус распространен неповсеместно, согласно залегает на породах фаменского яруса и на большей части территории распространения представлен, как правило, карбонатными отложениями, в том числе органогенными известняками. В отдельно взятых районах значительную роль играют кремнистые образования. Мощность изменяется от 60 до 160 м.
Визейский ярус в полных разрезах определяется в объеме малиновского, яснополянского и окского надгоризонтов. В восточной части плиты залегает на турнейских отложениях со стратиграфическим несогласием (отсутствуют малиновские отложения), в Предуральском прогибе – согласно. Нижняя часть разреза (малиновские и яснополянские отложения) сложены, в основном, глинами с подчиненными прослоями песчаников и алевролитов. Мощность терригенной части визейского яруса изменяется от 50 м в пределах плиты до 460 м в Предуральском прогибе. Верхняя часть яруса сложена морскими мелководными карбонатными образованиями – известняками и доломитами с прослоями ангидритов. Мощность этой части яруса 100-200 м.
Отложения серпуховского яруса согласно залегают на подстилающих и расчленяются на тарусский, стешевский и протвинский горизонты. Выделяется два типа разрезов. Сульфатно-доломитовый тип развит в северо-восточной части плиты и представлен в нижней части толщей доломито -ангидритовых пород тарусского-стешевского горизонтов мощностью от 20 до 145 м, а в верхней части – известняками протвинского горизонта мощностью 40-100 м. На остальной части плиты и в Предуральском прогибе развит известняковый и доломитоизвестняковый тип разреза. Здесь среди органогенно-детритовых известняков и доломитов развиты рифогенные образования и известняковые брекчии. Мощность отложений этого типа до 300 м.
Средний отдел представлен подробно и почти повсеместно залегает со стратиграфическим несогласием на породах серпуховского яруса. В нем выделяются башкирский и московский ярусы. В целом представлен известняками и доломитами. Встречаются маломощные прослои аргиллитов, мергелей, карбонатно-кремнистых и кремнистых пород. Мощность отдела изменяется от 90 до 155 м.
Верхний отдел распространен локально, часто представлен не в полном объеме. В составе отмечается переслаивание известняков, часто органогенных, с мергелями. Встречаются прослои кремнистых пород и известковистых аргиллитов. Мощность достигает 70 м.
Пермская система
На большей части Тимано-Печорской плиты породы пермской системы согласно залегают на образованиях верхнего карбона, однако на северо-востоке плиты – со стратиграфическим несогласием на разных уровнях каменноугольной системы. В пермскую систему входит 2 отдела.
Нижний отдел пермской системы на северо-востоке плиты обычно трансгрессивно со стратиграфическим несогласием залегает на разных уровнях каменноугольной системы. По литологическому составу подразделяется на две толщи: карбонатную ассельско-сакмарскую и карбонатно-терригенную артинско-кунгурскую.
Ассельский и сакмарский ярусы представлены в б
