Modern structural plan and role of the newest tectonic processes in oil and gas content of Chernyshev ridge

Гряда Чернышева представляет собой крупную сложнопостроенную структуру Северного Приуралья, расположенную в пределах Тимано-Печорской провинции на севере Предуральского краевого прогиба. Она была сформирована в каменноугольно-пермское время [1]. Для гряды Чернышева характерно широкое распространение надвиговой и разломной тектоники. Гряда сложена сильнодислоцированными силурийско-нижнепермскими карбонатными, а также верхнепермско-ни-жнетриасовыми терригенно-вулканогенными отложениями. Содержит следующие структурные элементы второго порядка: Хоседаюский вал, Адзьвавомскую депрессию, Тальбейский блок, Шаръю-Заостренский блок, Яньюский блок (рис. 1).

Вдоль гряды на поверхности обнажаются породы от верхнеордовикских отложений до триасовых. Данные сейсморазведки показывают, что ниже кровли верхнего протерозоя расположены рифейские породы, не затронутые байкальской складчатостью. Гряду Чернышева можно рассматривать как систему фронтальных деформаций пояса надвигов, связанных с крупной тектонической пласти ной, которая сорвана по верхнеордовикским солям и представляет собой структуру «поп-ап» [2]. Кроме надвигов в структуре гряды существенную роль также играют сдвиги, разбивающие гряду на ряд блоков, испытывающих присдвиговое вращение [3].

В пределах гряды Чернышева получили широкое распространение локальные структуры, сформированные в результате надвиговой тектоники, некоторые из них нефтегазоносны. Так, в пределах гряды Чернышева открыты Южно-Степковожское, Хоседаю-Неруюское и Усинокушшорское месторождения нефти.

- железная дорога

- крупнейших региональных, надпорядковых

- геолого-геофизический разрез

- административная граница

- крупных

(первого порядка)

- средних

(второго порядка)

Порядок			ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
пЖ	1	II
И			III. Пай-Хой-Новоземельская раннекимерийская складчатая система
	И1		Коротаихинская впадина
		И1-1	Вашутинно-Талотинский надвиг
		И1-2	Лабогейская ступень
		И1-3	Одиндокская антиклинальная зона
		И1-4	Верхневоркутская зона дислокаций
		И1-5	Пестаншорская складчато-надвиговая зона
		И1-6	Сабриягинская складчато-надвиговая зона
IV. Уральская герцинская складчатая система
			Предуральский прогиб - северное звено
	К1		Воркутское поперечное поднятие
		К1-1	Горст Чернова
		К1-2	Ярвожский купол
		К1-3	Юнь-Ягинская антиклинальная зона
		К1-4	Падимейская зона
	К2		Гряда Чернышова
		К2-1	Хоседаюский вал
		К2-2	Тальбейский блок
		К2-3	Шаръю-Заостренский блок
		К2-4	Яньюский блок
		К2-5	Адзьвавомская депрессия
	КЗ		Косью-Роговская впадина
		КЗ-1	Кочмесская ступень
		КЗ-2	Абезьская депрессия
		КЗ-З	Интинская складчато-чешуйчатая зона
		КЗ-4	Прилемвинская складчато-покровная зона
	Л1		Большесынинская впадина
		Л1-1	Нитчемью-Сынинская ступень
		Л1-2	Вяткинская депрессия
		Л1-3	Мичабичевская тектоническая пластина
		Л1-4	Среднещугорская тектоническая плита
	М1		Среднепечорское поперечное поднятие
		М1-1	Худоель-Войская антиклинальная зона
		М1-2	Даниловская депрессия
		М1-3	Аранец-Переборская антиклинальная зона
		М1-4	Югыд-Кыртаельская антиклинальная зона
		М1-5	Тимаизское складчато-блоковое поднятие
	Н1		Верхнепечорская впадина
		Н1-1	Вуктыльская тектоническая пластина
		Н1-2	Саръюдинская складчато-чешуйчатая зона
		Н1-3	Курьинская антиклинальная зона
		Н1-4	Патраковская складчато-покровная зона
	О1		Полюдовское поперечное поднятие
	02		Соликамская впадина (среднее звено Предуральского прогиба)

Границы структур

Месторождения

- нефтяные

- газовые

- газоконденсатные

- смешанные

- не стоящие на балансе

Структуры

- выявленные

- подготовленные к бурению

- опоискованные бурением

Рис 1. Гряда Чернышева. Обзорная схема

Fig 1. Tectonic zoning of Chernyshev Ridge

Изученность территории и современный структурный план

В пределах гряды сейсморазведочные работы распределены крайне неравномерно. На сейсмопрофилях, захватывающих гряду, часто наблюдается потеря корреляции или затруднена однозначная интерпретация отражающих горизонтов. Это приводит к тому, что имеется много неоднозначных интерпретаций геологического и тектонического строения, истории развития гряды Чернышева в целом и отдельных ее элементов.

По данным сейсморазведки, на гряде Чернышева в настоящее время выделено около пятидесяти локальных структур. Территория характеризуется самой высокой плотностью структур для Предуральского краевого прогиба, несмотря на слабую изученность региона сейсморазведочными работами. Среди выявленных структур 16 % опоискованы бурением и 17 % имеют статус подготовленных к бурению. В результате бурения открыто три нефтяных месторождения. Структуры в основном небольшие и средние по размерам, многие из них являются приразломными, их ориентировка совпадает с меридиональным простиранием этой зоны, и характеризуются они удлиненными формами с высокой интенсивностью. Вместе с надвигами и взбро-со-надвигами в строении некоторых структур присутствуют и клиновидные вдвиги [4], которые могут значительно усложнять морфологию и характер локальных структур.

Наличие значительного количества структурных, тектонически ограниченных ловушек, их нефтегазоносность (1-, 2-Воргамусюрская, 1-, 2-Адакская) свидетельствует о перспективности данного района на поиски месторождений нефти и газа. Одной из крупных поднадвиговых структур является Воргамусюрская. Она прослеживается по отложениям ордовика — нижней перми и разбита множеством тектонических нарушений, её размеры составляют 49х8.0 км [5]. Морфология структур характеризуется высокоамплитудными удлиненными формами площадью от 5 до 50 км2. Структуры, происхождение которых связано с процессом сдвиговых деформаций, показывают достаточную распространенность горизонтальных сдвигов среди краевых структур Печорской плиты, напри мер на гряде Чернышева. Основное направление сдвигов — субуральское. Главным отличием сдвиговых деформаций от сбросо-взбросовых и надвиговых является обязательное развитие как минимум двух нарушений. В сдвиговых структурах также есть не менее двух нарушений в отличие от сбросовых и надвиговых структур, где доминирует единичный разрыв [6]. Морфологическая выраженность подобных структур изменяется в зависимости от удаленности от источника деформаций. Наличие поднадвиговых антиклинальных тектонически ограниченных складок и нефтепроявления в скважине 1-Воргамусюрская подтверждает возможность нефтегазоносности подобных объектов.

Структуры Тальбейского блока гряды Чернышева сформированы в результате послойного срыва по ордовикским отложениям, который произошел от территории Косью -Роговской впадины на востоке до Салюкинской структуры на западе. С данными нарушениями в пределах Тальбейского блока связаны две структуры поднадвигового типа — Исакъюская и Пымвашорско-Харутинская. Морфология локальных структур характеризует геодина-мическую обстановку района и служит индикатором тектонических и геологических процессов. Геологогеофизические разрезы через гряду Чернышева показывают изменение структурного плана с юга на север (рис. 1—3).

Новейшие тектонические процессы и нефтегазоносность гряды Чернышева

Кроме геолого-геофизических большое значение имеют методы изучения современного тектонического развития и тектонических процессов. Одним из них является использование дистанционного зондирования, данные которого можно эффективно применять вместе с геологическими, геохимическими и геофизическими данными, пространственно привязанными в геоинфор-мационной системе. Применяя данные дистанционного зондирования, можно дешифрировать новейшие разрывные нарушения, отслеживать современные геодинамические процессы и их влияние на структурно-тектоническое строение территории. В настоящей работе при выделении новейших разрывных нару шений гряды Чернышева использовались космические снимки Landsat 7 и 8, топокарты и цифровые модели рельефа.

Современный план гряды Чернышева выражен в виде слабо-приподнятой узкой возвышенности, местами с заболоченной поверхностью. Гряда простирается от хребта Сабля на юге до поднятия Чернова на севере. Длина гряды составляет 400 км при ширине от 10 км в южной части и до 30—40 км на севере. Абсолютные отметки рельефа колеблются в пределах от 180 до 200 м, а на отдельных участках доходят до 220—250 м.

Южная часть гряды Чернышева на значительном протяжении обладает хорошо дешифрируемой на космических снимках субмеридиональной ориентировкой структур. Направление южной части гряды совпадает с линией разделения Центрально-Уральской и ЗападноУральской тектонических зон. Такая субмеридиальная ориентировка продолжается до р. Шаръю, где гряда меняет направление на субуральское, которое сохраняется вплоть до примыкания к поднятию Чернова. На первом южном участке гряда имеет узкую, вытянутую, относительно простую антиклинальную структуру с выходами в центральной части нижнесилурийских отложений [7]. Далее на север гряда характеризуется субуральской ориентацией и развитием чешуйчатых структур. При этом имеет место развитие диагональных разрывных нарушений, осложняющих строение гряды. Шаръю-Заостренский блок — наиболее крупная выделяемая тектоническая структура на юге гряды с выходящими на поверхность триасовыми отложениями. В районе гряды имеются структуры удлиненных форм с высокой интенсивностью, они ориентированы вдоль гряды. Широко развиты поднадвиговые антиклинальные тектонически ограниченные складки. Также широко развиты сдвиговые деформации со сформированными в результате данных деформаций структурами.

В районах вблизи разломов наблюдается повышенная трещиноватость горных пород, которая возникла в результате геодинамических процессов. Процессы преобразования и миграции органического вещества зависят не только от давления и температуры, но и от механической

Fig. 3. Geological and geophysical section along II-II line (according to JSC «Severgeofizika»)

ссз юв

ГРЯДА ЧЕРНЫШЕВА

КОСЬЮ-РОГОВСКАЯ ВПАДИНА

КОЧМЕССКАЯ СТУПЕНЬ

ТАЛЬБЕЙСКИЙ БЛОК

ХОСЕДАЮСКИЙ

ВАРАНДЕЙ-АДЗЬВИНСКАЯ СТРУКТУРНАЯ ЗОНА

ВАРАНДЕЙ-АДЗЬВИНСКАЯ ДЕПРЕССИЯ 100

АДЗЬВИНСКАЯ

ДЕПРЕССИЯ 30()

+200

-1000-

-2000-

-3000-

-4000

-5000-

-6000 -I

-7000-

-8000-

+200

—1000

—2000

-3000

-4000

1—5000

—6000

-7000

I—8000

Зона потери корреляции

Рис. 4. Геолого-геофизический разрез по региональному профилю 20792-13РС (линия III-III) н(абс.), М                                        (по данным АО «Севергеофизика»)                                      _{Н(абс} м}

Fig. 4. Geological and geophysical section along regional profile 20792-13RS (line III-III) (according to JSC

"Severgeofizika")

энергии Земли, которая высвобождается при тектоносейсмической деятельности. Например, ряд месторождений Предуральского прогиба имеют залежи углеводородов, связанные с карбонатными коллекторами, разбитыми сетью трещин. Разломы и разрывные дислокации можно рассматривать как структурные элементы земной коры, обеспечивающие активное течение процессов миграции углеводородов и имеющие большие аккумулятивные возможности [9].

Нарушенность разломами региональных покрышек приводит к повышению этажа нефтегазоносности, а величина проникновения разломов в осадочном чехле влияет на формирование ловушек углеводородов и их морфологию. Важную роль при этом играют неотектонически активные глубинные разломы [10]. Так, перспективы нефтегазоносности внешних зон складчатых областей, по Н.А. Крылову [11], определяются:

• -    широким развитием различных формаций, в том числе нередко типичных для нефтегазоносности, увеличением мощности толщ, нефтегазоносных в платформенной части предгорных прогибов;

• -    возникновением залежей в нехарактерных для нефтегазоносности

формациях;

• -    образованием вдоль складчатых областей на отдельных участках относительно широких зон региональных надвигов или зон с расче-шуиванием единого формационного комплекса платформенных отложений;

• -    наличием практически всех возможных типов ловушек;

• -    вероятностью возникновения сложных многоэтажных ловушек;

• -    большой мощностью зон нефтегазоносности.

Вблизи разломов участки имеют повышенную трещиноватость горных пород, что способствует увеличению миграции углеводородов. В результате тектонических нарушений создаются условия для образования ловушек, в которых происходит накопление углеводородов и формирование месторождений нефти и газа.

Анализ дешифрированных по космическим снимкам новейших разрывных нарушений выявил преобладание субуральской ориентировки для северной части и субмериди-альной для южной части гряды. На отдельных участках гряды выделяются участки с повышенной плотностью линеаментов, что может указывать на наличие здесь зон тектониче ских нарушений и активации разломов в новейшее время [8] (рис. 5).

Выводы

Поиск месторождений нефти и газа для таких сложных тектонических элементов, как гряда Чернышева, становится актуальным в связи с большой изученностью и выработанностью платформенных территорий. Использование дистанционных методов для изучения современных тектонических движений и выделение зон распространения разломов позволяет получить дополнительную информацию о строении гряды Чернышева. Анализ локальных структур как индикаторов гео-динамических процессов дает дополнительные сведения о разломах и геологическом строении исследуемой территории. А это, в свою очередь, способствует более эффективному прогнозу и поискам месторождений углеводородов.

Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН «Закономерности размещения и условия формирования скоплений углеводородов в осадочных толщах Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции» (проект № 1518-5-21).

Распределение плотности линеаментов гряды Чернышева

Розы-диаграммы простирания линеаментов

Рис. 5. Распределение плотности линеаментов и теневой рельеф по дочетвертичным отложениям гряды Чернышева

Теневой рельеф по дочетвертичным отложениям гояды Чернышева

Fig. 5. Density distribution of lineaments and shadow relief of pre-Quaternary sediments of Chernyshev ridge