Глава V. Палеогеография и условия формирования рифей-венд-кембрийского осадочного бассейнов юга Сибирской платформы

Реконструкциям палеогеографических ситуаций различных временных отрезков рифей-венд-кембрийской истории юга Сибирской платформы посвящены работы В.А.Асташкина, А.К. Боброва, Д.К.Горнштейна, Ю.К.Дзевановского, И.Т. Журавлевой, М.А.Жаркова, В.Н.Киркинской, И.К. Королюк, М.А.Минаевой, Я.К. Писарчик, Г.А. Поляковой, Г.А. Русецкой, В.Е. Савицкого, В.П.Трунова, Г.С.Фрадкина, Е.М.Хабарова, В.В.Хоментовского, А.Я.Хлебникова, Э.И. Чечеля, Ф.С.Ульмасвая, и др.

Важнейшим событием в истории развития Сибирской платформы в раннерифейское время является раскрытие континентальных рифтов, положившее начало формирования рифейских осадочных бассейнов. Позднерифейский этап развития ознаменовался началом раскрытия Палеоазиатского океана, омывавшего Сибирский континент с запада и юга. Это событие привело к трансформации внутриконтинентальных рифтов в окраинноконтинентальные, которые сформировали пассивные окраины Сибирского континента. На протяжении рифейского времени происходило постепенное расширение акватории морского бассейна, которая перекрыла значительную часть Сибирского кратона. В его южной части к концу верхнерифейского времени, на рубеже 850 млн. лет сформировался обширнейший эпиконтинентальный морской бассейн, разделенный Ангаро-Анабарской палеосушей. Осадочный бассейн, расположенный к западу от палеосуши, контролировался Касско-Канской окраинноконтинентальной рифтовой системой и ее внутриконтинентальными ветвями. В пределах Байкитского платформенного блока в это время сформировалась обширная мелководная зона с отдельными островами (рис.5).

На востоке и юго-востоке образование осадочного бассейна контролировалось Байкало-Вилюйским и Юдомо-Майским окраинноконтинентальными рифтами и их внутриконтинетальными ветвями. Геоморфология дна осадочного бассейна определялась многочисленными надрифтовыми депрессионными зонами и разделяющими их выступами платформенных блоков. Бассейн осадконакопления представлял собой вытянутый в северо-восточном направлении океанский залив, который к концу верхнего рифея на севере открылся в сторону морских бассейнов, образованных восточным палеоокеаном. Границы морских бассейнов контролировались береговой линией Ангаро-Анабарской и Алданской палеосуш. К предбайкальскому времени южная часть Алданского мегаблока представляла собой остров, подвергавшийся интенсивному разрушению. Северная и восточная части представляли собой шельфовую зону, покрытую мелководным морским бассейном.

В результате байкальской тектонической активизации (750-850 млн.лет), проявившейся дифференцированными тектоническими движениями в различных геодинамических блоках, площадь морских бассейнов резко сократилась. Платформенные блоки и примыкающие к ним территории испытали резкий подъем. Осадконакопление сконцентрировалось в зонах надрифтовых депрессий, в узких заливообразных бассейнах, где накапливались мощные молласовые, терригенно-карбонатные толщи байкальского комплекса. Основными источниками сноса служили острова, расположенные в пределах Байкитского платформенного блока, Касского, Канского, Баргузинского, Станового микроконтинентов, Ангаро-Анабарской и Алданской палеосуши. В начале байкалия произошли резкие климатические перестройки, в результате которых часть территории покрылась ледниками, которые просуществовали относительно недолго и в процессе таяния значительно преобразовали рельеф поверхности платформенных поднятий, сформировав крупные эрозионные врезы. На западном борту Касско-Канской рифтовой зоны, разделившей Байкитский блок и Касский микроконтинент, происходило формирование орогена, сопровождавшееся интенсивным осадконакоплением красноцветных и пестроцветных отложений, образующих чингасанскую и тасеевскую молассу.

Определяющим фактором для формирования бассейна осадконакопления в Предбайкалье явилось начало субдукции океанического блока под континентальный и наползание Баргузинского а также, возможно Станового микроконтинента, на край Ангаро-Анабарской палеосуши. В результате происшедших аккреционно-коллизионных процессов Прибайкалье превратилось в раздробленную, интенсивно размывавшуюся сушу, которая явилась источником для накопления мощных молассовых отложений (голоустенская, улунтуйская и качергатская свиты). В Прибайкалье, в основании байкальского комплекса (джемкуканская свита) обнаружены валунно-галечные конгломераты ледниковой природы (В.В.Хоментовский, 2002), что подтверждает резкое похолодание климата и образование ледниковых покровов в этот период времени.

В начале нижнего венда с юго-запада, юга и юго-востока происходит трансгрессия морского бассейна на территорию южной части Сибирского кратона. В этот период времени продолжается коллизия микроконтинентов и островных дуг к кратону. Микроконтиненты и внутрикратонные палеосуши служили основными источниками осадочного материала, откладывавшегося на склонах поднятий, в руслах речных долин и мелководного шельфа. Палеосуши сохранились в наиболее приподнятых частях Непско-Ботуобинской, Алданской и Байкитской антеклиз, на территории Катангской седловины. В пределах этих поднятий размыву подвергались разные по составу породы. В пределах Байкитской антеклизы суша была сложена карбонатными породами, а в пределах других островов источники сноса давали большие объемы терригенного материала. Основной объем обломочного материала, сносимого с Ангаро-Анабарской суши, улавливался в пределах формирующегося Предпатомского передового прогиба. Мощность нижневендских отложений меняется от 1 км в Прибайкалье до полного выклинивания на склонах платформенных поднятий.

С востока, со стороны Палеотихого океана, трансгрессия морского бассейна на Сибирский кратон осуществлялась через Ыгыаттинский и Кемпендяйский проливы. Возможно, что в это время проливы уже были разделены Сунтарским поднятием. Верхневендские, преимущественно морские осадки распространены практически повсеместно, что свидетельствует о трансгрессии морского бассейна на всю территорию юга Сибирской платформы. Развитие трансгрессии привело к формированию обширного эпиконтинентального водоема с карбонатным режимом осадконакопления.

В поздневендское время на крайнем северо-востоке формировались известняки, реже доломиты, в значительной мере органогенные. Эта литолого-фациальная зона располагается на юго-западных склонах центральной части Анабаро-Синской области, где началось развитие органогенных построек, которые соответствуют началу формирования более позднего рифового обрамления бассейна. Юго-западнее, примерно, в пределах современной Березовской и Ыгыаттинской впадин, Сунтарского свода и северо-восточной части Непско-Чонского мегасвода до Нижней Тунгуски формируются доломитово-известняковые в значительной степени глинистые отложения. Разрезы характеризуются отчетливой цикличностью. Обширная фациальная зона весьма высокой солености располагалась, примерно, в пределах современной Присаяно-Енисейской синеклизы и Ангаро-Ленской моноклинали, практически в кутовой части бассейна. Весьма различны прибрежные фации западного и южного обрамления бассейна. На западе - это красноцветные песчаники и алевролиты, свидетельствующие о близости достаточно расчлененной суши Енисейского кряжа. На юге - это микрозернистые сульфатизированные доломиты прослоями глинистые, характеризующие литораль, примыкающую к низменной существенно карбонатной суше (рис.6).

Отложения раннеусольского времени представлены доломитами, доломитовыми мергелями, каменными солями, в значительно меньшей степени - известняками. Это отражает общее существенное осолонение в целом мелководного, наследуемого с предыдущего этапа бассейна, причем установленная в позднеюряхское время фациальная зональность сохраняется. В раннеусольское время сохраняется общее простирание фациальных границ и общая фациальная зональность предшествующей эпохи. В то же время, начали формироваться протяженные морфологически выраженные в рельефе дна рифовые системы и произошла некоторая палеогеоморфологическая дифференциация бассейна, в частности появилась зарифовая депрессия и Непско-Ботуобинская отмель. Эта дифференциация была связана с различиями в скоростях и амплитудах тектонических движений. Появление отдельных отмельных зон и, возможно, некоторое общее понижение уровня моря привело к определенной изоляции водоема, его осолонению. В результате этих процессов в бассейне начали преобладать хемогенные механизмы седиментации и соленакопление охватило значительную по площади юго-западную часть Сибирской платформы.

В среднеусольское время произошла одна из наиболее обширных трансгрессий венда-кембрия, когда бассейн был в максимальной степени, относительно других моментов этого периода, связан с Мировым океаном. Это привело к установлению условий морского водоема со среднеокеанической или близкой к ней соленостью на большей части его развития. Что обусловило преобладающее накопление известняков и доломитов, часто с обильными остатками цианобактерий, а иногда и археоциат, с незначительным содержанием терригенного материала. Общее повышение уровня моря обусловило смещение полосы рифообразования к северо-востоку и, в той полосе, где раньше существовала отмельная зона, с накоплением известняков с отдельными органогенными постройками, в осинское время располагалась депрессия, в которой

Важной особенностью этого этапа является появление рифовых образований типа биогермных массивов мощностью от 50 до 120 м, обрамлявших отмельные зоны. Наследуются с предыдущих этапов и прибрежные фациальные зоны - западная и юго-западная, примыкающие к гористой суше. Эти зоны сложены красноцветными песчаниками и доломитами. На юге, в зоне примыкающей к низменной карбонатной суше возможно появление береговых рифовых построек.

Отложения позднеусольского времени представлены каменными солями и, в существенно меньшей степени, доломитами, ангидритами и еще реже - известняками. Это указывает на резкое повышение солености бассейна, что было связано с его изоляцией за счет появления на северной и северо-восточной переферии рифового барьера и началом регрессии. Резкое повышение его солености привело к максимальному за вендско-кембрийский период соленакоплению, как по площади его развития, так и по мощности соленосных пачек.

Глава VI Нефтегазоносные комплексы рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна

Нефтегазоносные комплексы (НГК) юга Сибирской платформы рассматривались в трудах С.Л.Арутюнова, А.А.Бакирова, Э.А.Бакирова, О.К. Баженовой, Т.К. Баженовой, И.А.Верещаго, М.П.Гришина, Д.К.Горнштейна, В.Ф.Горбачева, А.Н.Дмитриевского, Р.Г.Дорошко, Г.Е.Дикенштейна, А.Н.Золотова, Л.Н.Илюхина, А.Э.Канторовича, И.П.Карасева, В.В.Корнева, Ю.С.Кувыкина, С.В.Крылова, Н.А.Кицис, В.П.Коробейникова, Б.Г.Краевского, А.И.Ларичева, Н.В.Мельникова, С.А Миллера., Л.И.Несмеяновой, Ю.А.Притулы, Б.С. Соколова, С.И. Сирыка, В.С.Ситникова, В.В.Семеновича, Г.Б.Сальмана, В.В.Самсонова, В.С.Суркова, Ю.В.Самсонова, Г.С. Фрадкина, Л.Н.Фомичевой и др.

В разрезе позднего докембрия и кембрия в настоящее время представляется возможным выделение рифей-нижнекембрийского нефтегазоносного мегакомплекса, региональной покрышкой

для которого служат соли и сульфатно-карбонатные породы усольской свиты кембрия. Мегакомплекс включает рифейский, верхнерифей-вендский, даниловско-усольский (венд -нижний кембрий), бельский, булайско-ангарский (нижний кембрий) НГК (рис.7).

стабилизации ЛГДК. Характерной особенностью комплекса является наличие в его основании мощной толщи древнейших нефтегазоматеринских пород, включающих терригенно-карбонатные отложения, образовавшихся в условиях раскрытия рифтов. Среднее содержание Сорг. в сланцах погорюйской свиты составляет 0,1%, в глинисто-карбонатных отложениях мадринской свиты - до 1,5%. Изначальный нефтегенерационный потенциал шунтарской свиты оценивается очень высоко. Содержание Сорг из аргиллитов и мергелей этой свиты составляет 0,14-7,22% (В.С.Сурков, В.П.Коробейников, С.В.Крылов и др., 1996). Общая мощность нефтегазоматеринских отложений может достигать 6 км, а зона их распространения ограничена палеорифтовыми депрессиями.

Коллекторская часть НГК приурочена к средней части позднерифтового стадии стабилизации ЛГДК. На Байкитском платформенном блоке она представлена отложениями долгоктинской и куюмбинской свит. Потенциально продуктивные уровни могут быть приурочены к тонким прослоям алевролитов и песчаников в мадринской свите, к строматолитовым карбонатным породам куюмбинской свиты. В этой части разреза можно ожидать развитие коллекторов трещинного и каверново-трещинного типа. В отложениях НГК из куюмбинской, долгоктинская свит на Юрубчен-Тохомском месторождении получены притоки нефти. Область распространения коллекторской части охватывает как платформенный блок, так и палеорифтовые депрессии. Общая мощность коллекторской части комплекса в центральных частях рифтовых зон составляет около 2500 м, а в пределах платформенного блока - около 1500м.

Экранирующая часть комплекса приурочена к регрессивной части одного из формационных циклов позднерифтового стадии стабилизации ЛГДК. Представлена покрышка глинистыми сланцами и глинисто-карбонатными отложениями шунтарской свиты, которые играют роль регионального флюидоупора в палеорифтовых депрессиях и в прилегающих платформенных блоках. В нижележащих отложениях НГК могут быть развиты породы-флюидоупоры, имеющие локальное распространение и играющие роль зональных покрышек. Отложения шунтарской свиты неоднородны по литологическому составу и могут включать породы – коллекторы, связанные с водорослевыми известняками. Мощность флюидоупора может достигать 850м..

В пределах западной Якутии в рифейский потенциально-нефтегазоносный комплекс входят отложения нижнего, среднего и верхнего рифея, которые прослеживаются на территории Предпатомского прогиба, Ыгыаттинской впадины, склонах Алданской антеклизы. Отложения НГК приурочены к синрифтовому и позднерифтовому ЛГДК, распространенных в пределах палеорифтовых депрессий и склонов платформенных блоков. Нефтегазоматеринские отложения приурочены к регрессивным частям формаций позднерифтового стадии стабилизации ЛГДК. Среднее содерждание Сорг в них 0,5%, а в отдельных случаях до 2% (Баженова Т.К., 1992). Коллекторская часть НГК скважинами глубокого бурения не вскрыта, за исключением Алданской антеклизы, где она представлена карбонатными и терригенными отложениями дикимдинской свиты. В рифейских отложениях Березовской палеорифтовой депрессии прогнозируется несколько уровней развития коллекторов, представленных терригенными и карбонатными породами. Породы- коллектора внутри подкомплекса перекрываются плотными карбонатными и глинисто-карбонатными отложениями мощностью от 300 до 600 м, которые рассматриваются как надежные флюидоупоры. На Русско-Реченской разведочной площади при опробовании нижней части дикимдинской свиты в скв.Р-1 бис, был получен газовый фонтан с дебитом около 100 тыс. м³/сут. Значительные нефтепроявления установлены в Амгинской опорной скважине.

Верхнерифей-вендский (непско-тирский) НГК имеет изменчивый стратиграфический объем, что объясняется его приуроченностью к разным ЛГДК: позднерифтовым стадии стабилизации и активизации, а также платформенному. В центральных частях рифтовых зон НГК может быть представлен в объеме верхнерифейских и вендских отложений, а в пределах платформенных блоков его стратиграфический объем значительно сокращен. Частая смена режимов осадконакопления в этот период привела к появлению большого разнообразия фациально изменчивых литологических типов отложений в разных геодинамических зонах. Это обуславливало формирование различных типов коллекторов и флюидоупоров, связанных как с терригенными, так и с карбонатными породами. Коллекторская часть комплекса включает отложения, приуроченые к трансгрессивным частям формационных циклов ЛГДК. Разнообразие фациальных обстановок осадконакопления определило появление в разрезе регионально и зонально развитых пластов - коллекторов и флюидоупоров. В объеме комплекса выделяется несколько поверхностей перерывов, приуроченных к верхней части рифейского разреза и к границе байкалия и венда. Наличие перерывов в осадконакоплении, приведшее к редукции регрессивных частей формационных циклов, слагающих ЛГДК, обуславливает объединение в единый НГК рифейских и вендских отложений. Покрышкой для него служат глинистые отложения подошвы катангской свиты и ее аналогов, являющихся региональным флюидоупором, имеющим повсеместное распространение, что обусловлено его приуроченностью к платформенному ЛГДК.

Нефтегазоносность НГК доказана на Юрубчен-Тохомском, Куюмбинском, Терском, Имбинском, Агалеевском, Верхне-Вилючанском, Вилюйско-Джербинском Среднеботуобинском, Иреляхском, Нелбинском, Северо-Нелбинском, Станахском, Маччобинском, Таас-Юряхском, Иктехском, Бысахтахском, Отраднинском, Хотого-Мурбайском, Братском, Атовском, Марковском, Ярактинском, Аянском, Дулисьминском, Верхне-Чонском, Верхне-Тирском, Даниловском, Ковыктинском, Чаяндинском месторождениях. Мощность НГК изменяется от 30 до 3500 м в разных геодинамических зонах.

В отложениях комплекса содержатся залежи УВ на Бысахтахском, Вилюйско-Джербинском, Верхне-Вилючанском, Иктехском, Средне-Ботуобинском, Таас-Юряхском, Талаканском, Марковском, Даниловском и др месторождениях.

В вышележащих отложениях платформенного ЛГДК выделяется бельский и булайско-ангарский НГК, коллекторская часть которых представлена карбонатными горизонтами, а флюидоупорная – галогенными. Промышленных скоплений УВ в них не обнаружено. Высокодебитные притоки были получены на Бысахтахской, Кэдэргинской, Мухтинской площадях расположенных в Березовской палеорифтовой депрессии.

Анализ строения и распространения НГК позволяет сделать следующие выводы:

• 
  литогеодинамическая структура рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна определяет стратиграфический объем, строение и область распространения нефтегазоносных комплексов, входящих в её состав;
  
• 
  обосновано выделение нового рифейского потенциально нефтегазоносного комплекса, развитого в пределах палеорифтовых депрессий юга Сибирской платформы, Байкитского мегасвода и склонах Алданской антеклизы;
  
• 
  расширены объемы непско-тирского нефтегазоносного комплекса за счет верхнерифейских (байкальских) отложений в палеорифтовых депрессиях;
  
• 
  выделены потенциально нефтегазоносные комплексы в верхних частях нижнего кембрия в пределах палеорифтовых депрессий;
  
• 
  коллекторские части нефтегазоносных комплексов приурочены к трангрессивным, а флюидоупорные к регрессивным частям формационных циклов, слагающих литогеодинамические комплексы.
  

Изучением строения природных резервуаров юга Сибирской платформы автор занимался с 1979 года в КНИЛ Восточная Сибирь РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина в коллективе исследователей под руководством профессора В.Г. Кузнецова. В данной работе использованы, как сугубо личные результаты, так и результаты исследований Н.Н. Томиловой, Г.И. Тихомировой, Н. М. Скобелевой, В.Е. Бакиной, С.А.Дмитриевского, Н.А. Скибицкой с которыми автор работал в тесном контакте. Всем своим коллегам автор выражает искреннюю признательность. Изучению строения природных резервуаров (ПР) юга Сибирской платформы посвящены многочисленные работы А.Г.Акуловой, М.Х. Булач, Н.Н.Белозерова, В.Е.Бакина, К.И.Багринцевой, В.Н.Воробьева, Т.И.Гуровой, И.И.Голубевой, Л.П. Гмид, Т.Н.Дергачевой, С.М.Данилкина, А.П.Железновой, В.Г.Кузнецова, А.С.Ковтуна, Л.И.Килиной, К.С.Кондриной, В.Н.Кузнецовой, А.Э.Конторовича, Н.В.Мельникова, И.Е.Постниковой, В.Г.Постникова, М.В.Проничева, А.И.Петрова, Р.С.Рояк, В.С.Ситникова, С.И.Сирыка, П.П.Скоробогатых, Л.Ф.Тыщенко, Л.С.Черновой,Ф.Н.Яковенко и др.

Следуя традициям школы нефтегазовой литологии в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина в данной работе под термином «природный резервуар» (ПР) понимается «геологическое тело или система, представляющая собой ассоциацию горных пород, ограниченную практически непроницаемыми породами, в которой могут содержаться и циркулировать флюиды» (В.Г.Кузнецов, 1992). Анализ распределения выявленных в разрезе рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна природных резервуаров показывает, что их количество и генетический тип, а также тип коллектора подчиняются определенным закономерностям. В разрезе рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна природные резервуары приурочены к базальным трансгрессивным и срединным частям формационных циклов. К завершающим формационный цикл формациям приурочены экранирующие, часто нефтегазоматеринские толщи. В соответствии с вещественным составом формаций, к базальным частям приурочены преимущественно терригенные, а к средним - карбонатные ПР. Однако, в разных геодинамических зонах набор генетических типов ПР и их количество резко различны. Наиболее богатый набор ПР наблюдается в переходных зонах между стабильными платформенными блоками и рифтами. Здесь широко

представлены различного рода дельтовые и русловые терригенные, биогермные карбонатные типы ПР (рис.8).

Своеобразный тип ПР, развитый во всех геодинамических зонах, приурочен к верхнерифейскому палеобассейну и связан с поверхностью регионального перерыва в осадконакоплении, охватившем практически всю территорию юга Сибирской платформы. Этот тип ПР носит вторичный, наложенный характер и связан с широким развитием карстовых процессов. Однако, очевидно, что более активно эти процессы протекали в изначально более пористых разностях. Эти карстовые процессы пока исследованы достаточно слабо и имеют определенные специфические черты, связанные с тем, что происходили они в условиях смены нивального климата на аридный и большую роль в формировании морфологии поверхности резервуара играла ледовая эрозия.

В настоящее время существует огромное количество классификаций ПР, в основу которых положены различные классификационные признаки. Как показали наши исследования, свойства ПР, их литологический состав, петрофизические характеристики, толщины, входящих в его состав пород-коллекторов, типы их емкостного пространства, направленность вторичных процессов определяются генетической природой ПР. В связи с этим, автором предлагается генетическая типизация ПР выявленных и прогнозируемых в разрезе рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна.