Симбиоз кольцевых инверсионных структур и соляных криптодиапиров на севере Западно-Сибирского бассейна

Северная часть Западно-Сибирского бассейна является районом крупнейшего сосредоточения нефтегазовых запасов. Активное освоение этих запасов ведется с 1960-х гг. Здесь разведаны уникальные месторождения, разработка которых обеспечивает львиную долю добычи газа в России (рис. 1). В пределах этого региона выполнены разносторонние геолого-геофизическое исследования, пробурено несколько тысяч глубоких скважин. Интерпретации накопленных данных посвящены работы специалистов ведущих научно-исследовательских организаций ([1–4] и др.).

К настоящему времени достаточно детально исследовано строение юрско-меловых отложений, с которыми связаны основные запасы нефти и газа. Существенно меньше изучено строение глубокоза-легающих доюрских отложений, которые также могут обладать значительным нефтегазоносным потенциалом. Несмотря на наличие большого объема накопленной геолого-геофизической информации, характеризующей северную часть Западно-Сибирского бассейна, некоторые черты строения этого региона остаются дискуссионными. К числу таких вопросов относится происхождение своеобразных кольцевых инверсионных структур1 ([5–10] и др.).

К кольцевым инверсионным структурам относят пологие куполовидные поднятия, сложенные меловыми отложениями, которые подстилаются синклинальными структурами, выраженными в основном в юрских толщах. Диаметр кольцевых структур достигает десятков километров. Нижележащие их синклинали имеют меньшие размеры , но структурно являются более амплитудными, чем перекрывающие антиклинали. Как правило, синклинальные зоны нарушены многочисленными крутопадающими разломами. Вверх по разрезу разломов становится значительно меньше. Многие подобные структуры разбурены. В них открыт ряд крупных месторождений нефти и газа. Характерный пример изображения кольцевой инверсионной структуры на сейсмическом разрезе показан на рис. 2.

Эти своеобразные структуры были выявлены в Западной Сибири по данным сейсморазведки в 1980-х гг. ([10] и др.). Первоначально их рассматривали как локальные экзотические объекты, не имеющие существенного значения для понимания регионального геологического строения бассейна. Однако по мере накопления новых данных стало очевидно, что кольцевые инверсионные структуры являются важным элементом строения северных районов Западной Сибири. Анализ происхождения этих структур может позволить лучше разобраться в особенностях нефтегазоносности юрско-меловых отложений, а также расширить представления о составе, строении и нефтегазоносном потенциале доюрских толщ.

В настоящее время в пределах северной части Западно-Сибирского бассейна и прилегающего участка Енисей-Хатангского прогиба выявлено около 60 таких структур1 (см. рис. 1) ([5, 7] и др.). С большой вероятностью можно считать, что в ходе дальнейших исследований их число возрастет.

Региональное геологическое строение Западно-Сибирского бассейна

Западно-Сибирский бассейн представляет собой обширную зону погружения (площадь порядка 2,5 млн км2), наложенную на гетерогенное складчатое основание. Оно возникло в позднем палеозое в ходе глобального коллизионного события, в результате которого был образован суперконтинент Пангея ([11, 12] и др.). На территории Северной Евразии в состав нового континентального массива вошли периферические зоны Сибирской платформы, коллаж казахских микроконтинентов, вулканические дуги, задуговые и междуговые бассейны. Урал был одним из крупнейших гетерогенных складчатых сооружений, возникших в это время. В позднем палеозое площадь Урала существенно превышала его современные очертания, так как большая часть его внутреннего океанического сегмента не была погребена под мезозой-кайнозойским плитным чехлом Западной Сибири. На рубеже перми и триаса вновь образованный континентальный массив Пангея испытал крупнейшее магматическое событие, сопровождавшееся массовым излиянием трапповых базальтов с центром в Северной Евразии ([13] и др.). В пределах Западно-Сибирского бассейна и Енисей-Хатангского прогиба это событие сопровождалось растяжением литосферы, что привело к постколлизионному коллапсу обширных окраинно-континентальных складчатых зон. В результате здесь возникли крупные впадины, ставшие в дальнейшем центрами продолжительного термического погружения земной коры в мезозое.

Устойчивое погружение в мезозое – кайнозое периодически прерывалось фазами деформаций в позднем триасе, раннем мелу и конце кайнозоя. В позднем триасе основной причиной деформаций были коллизии в зоне тетической окраины Евразии, а также на Пай-Хое и Таймыре ([11, 12] и др.). В раннем мелу деформации были обусловлены главным образом коллизией в Верхоянье ([13] и др.). Позднекайнозойские деформации коррелируют со складчатостью в Альпийско-Гималайском поясе и с раскрытием Северного Ледовитого океана ([11, 12] и др.). В Западной Сибири эти тектонические события в основном проявились в виде внутриплитных деформаций. Значительная часть этих деформаций была локализована в зонах разломов позднепалеозойского заложения за счет их сдвиговой реактивации ([14] и др.).

Существенное и, вероятно, не в полной мере исследованное значение для структурного развития севера Западной Сибири и формирования нефтегазовых систем имело позднекайнозойское

Рис. 1. Обзорная геологичская карта Западно-Сибирского бассейна и прилегающих регионов¹

Fig. 1. Geological map of the West Siberian Basin and adjacent regions. Oil and gas fields, and seismic survey lines across interpreted cryptodiapirs presented in the paper are shown¹

100°В

50°В

70°В

80°В

110°В

40°В

60°В

90°В

Ри(^ 8

70°С

Нарьян-Мар

Рис.

Дудинка

’ис. 2

Салехард

О И вдель

60°С

(СИ иск

Колпашево

Тюмень

•Томск

Западно-’ Сибирский бассейн

[арское море

Баренцево море

'» ' • фмайр-। Печорский бассейн

Лено-Тунгусский бассейн

Амдерма \ '

500 км

1 — сейсмический разрез; месторождения ( 2 – 4 ): 2 — нефти, 3 — газа, 4 — газонефтяные и нефтегазовые; 5 — ареал развития кольцевых инверсионных структур

1 — line of seismic section; fields (2–4): 2 — oil, 3 — gas, 4 — gas and oil and oil and gas; 5 — area of the ring inversion structure occurrence оледенение ([15] и др.). Трансгрессии и регрессии ледникового покрова, по-видимому, вызвали существенные вертикальные подвижки осадочного выполнения и его эрозию. Промерзание верхней части осадочного чехла привело к гляционным деформациям, адиабатической дегазации пластовых вод, образованию газогидратов и др. Потепление и отступление ледникового покрова в новейшее время способствовали изостатическому подъему на севере бассейна, реактивации разломов, формированию «газовых трубок». Вероятно, неотектоническое поднятие привело к переходу значительной части нефти в залежах, залегающих на небольших глубинах (до 1,5 км), в газообразное состояние за счет ее биодеградации [16].

В схематизированном виде тектоностратиграфия осадочного чехла с основными элементами нефтегазовых систем северной части Западно-Сибирского бассейна показана на рис. 3.

Доюрские отложения вскрыты скважинами преимущественно в периферических частях рассматриваемых бассейнов, где они залегают на доступных для бурения глубинах. Соответственно,

представления о строении и нефтегазоносности доюрского основания в погруженных частях севера Западно-Сибирского бассейна носят гипотетический характер. Они основаны на интерпретации регионального геологического контекста и моделях геодинамической эволюции.

Новым элементом в интерпретируемом строении палеозойских отложений северной части Западно-Сибирского бассейна является предположение о наличии в палеозойском осадочном чехле соляных криптодиапиров. В пользу допустимости предположения о развитии палеозойских криптодиапиров в рассматриваемом районе свидетельствует наличие соляных структур на периферии бассейна. Они установлены в Енисей-Хатангском прогибе, на Таймыре и на юго-востоке Западной Сибири, к западу от Енисейского кряжа, в Красноярском крае и Томской области ([17–19] и др.).

В пользу существования соляных криптодиапиров в северной части Западной Сибири прежде всего свидетельствуют материалы сейсмической интерпретации. Основную ценность представляют данные регионального сейсмического профилиро-

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY

Рис. 2. Интерпретированный временной сейсмический разрез кольцевой инверсионной структуры Находкинского месторождения

Fig. 2. Interpreted seismic time section crossing the ring inversion structure of the Nakhodkinskoye field

1 — разлом

Положение разреза см. на рис. 1

1 — fault

Section line location is in Fig. 1.

вания, освещающего строение осадочного чехла до глубин 10–15 км и более. Они позволяют выделить структурные формы в нижней доюрской части осадочного чехла, которые с большой вероятностью имеют диапировое происхождение. Пример структуры такого рода показан на рис. 4.

В пользу диапировой природы этого поднятия свидетельствуют следующие признаки.

• 1.    Структура изометрична, не имеет выраженной вергентности и линейности, свойственной зонам коллизионной складчатости.

• 2.    Она имеет крупные размеры: высота порядка 5 км по доюрским отложениям, поперечный размер — 50 км.

• 3.    Внутри предполагаемого соляного поднятия нет выраженных протяженных сейсмических осей синфазности (интервал сейсмически прозрачен), что свидетельствует об отсутствии выдержанной слоистости слагающих ее пород. Это согласуется с предположением о формировании поднятия за счет соляного диапиризма.

• 4.    На крыльях структуры выделяются слои роста или галокинетические последовательности, которые фиксируют этапы быстрого роста поднятия.

• 5.    Над поднятием прослеживается система радиальных разломов, что типично для диапировых структур.

Эти признаки характерны для соляных криптодиапиров слабодислоцированных внутриплитных бассейнов ([20, 21] и др.). Наличие слоев роста или галокинетических последовательностей в широком стратиграфическом диапазоне, а также радиальных разломов в юрско-меловых отложениях свидетельствует о длительности роста таких структур. Это отличает их от горстовых поднятий, надвиговых складок или внедрений магматических тел. Деформации этих типов, как правило, являются результатом дискретных фаз тектонической активности. Соответственно, им не свойственны слои роста в широком стратиграфическом диапазоне и радиальные системы разломов в перекрывающих толщах, образование которых вызвано продолжительным импульсивным ростом соляных диапиров.

Сейсмическая интерпретация позволяет полагать, что возраст соли является раннепалеозойским. Возможно, что эта соль принадлежит кембрийскому ареалу накопления эвапоритов, который располагается на Сибирской платформе [13]. Альтернативно соль может иметь позднеордовикский возраст, так

ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ И СТРАТИГРАФИИ

Рис. 3. Тектоностратиграфия осадочного чехла и элементы УВ (нефтегазовых) систем северной части Западно-Сибирского бассейна (с использованием данных [1–4] и др.)

Fig. 3. Tectonics and stratigraphy of the sedimentary cover and hydrocarbon system elements in the northern part of the West Siberian Basin (data from [1–4] is used)

Стратиграфия

Литология

Чет.

Голоцен Плейстоцен

Плиоцен

З

В

Геодинамические события

Элементы УВ-систем

Оледенение, эрозия

Внутриплитное сжатие, транспрессия

Палеоцен

Верхний

Средний

Нижний

Верхний

Средний

Миоцен

Олигоцен

Эоцен

Нижний

ZZ
о°
Внутриплитное сжатие,
транспрессия
4Z
	------------—-=-
Внутриплитное сжатие
Постколлизионный
коллапс, рифтинг
Коллизионное
сжатие
Рифтинг
Коллизионное
сжатие

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY

Усл. обозначения к рис. 3

Legend for Fig. 3

Отложения ( 1 – 8 ): 1 — континентальные ледниковые, дельтовые и прибрежно-морские, 2 — преимущественно песчаные мелководные и аллювиальные, 3 — преимущественно глинистые мелководного шельфа, 4 — морские карбонатные, 5 — сланцевые шельфовых впадин, 6 — русловые, 7 — вулканокластические, 8 — нефтегазоматеринские; 9 — переслаивание карбонатных и терригенных отложений; 10 — эвапориты; 11 — гранитные интрузии; 12 — трапповые базальты; 13 — метаморфизованные породы; 14 — битуминозные сланцы (бажениты); 15 — угли; 16 — разлом; 17 — несогласие; 18 — покрышки залежей нефти и газа; 19 — коллекторы нефти и газа

Deposits ( 1 – 8 ): 1 — continental glacial, deltaic, and coastal-marine, 2 — mainly shallow-marine and alluvial sands, 3 — mud-dominated of shallow shelf, 4 — offshore carbonate, 5 — shaly of shelf depressions, 6 — channel, 7 — volcanoclastic, 8 — oil and gas source rocks; 9 — intercalation of carbonate and terrigenous deposits; 10 — evaporates; 11 — granite intrusions, 12 — trap basalts; 13 — metamorphosed rocks; 14 — bituminous shales (Bazhenite); 15 — coal; 16 — fault; 17 — unconformity; 18 — oil and gas pool seals; 19 — oil and gas reservoirs

Рис. 4. Фрагмент временного сейсмического разреза с выделением предполагаемого соляного поднятия в палеозойских отложениях

Fig. 4. Fragment of seismic time section showing the supposed salt uplift in Paleozoic deposits

На крыльях структуры показаны слои роста, соответствующие этапам быстрого роста соляного поднятия.

1 — несогласие, 2 — соль.

Остальные усл. обозначения см. на рис. 2.

Положение разреза см. на рис. 1

Growth layers are shown on the structure flanks, which correspond to phases of a rapid growth of the salt diapir 1 — unconformity, 2 — salt

For other legend items see fig. 2

Position of the section is shown in Fig. 1

как специалисты АО «СМНГ» и ПАО «Роснефть» предполагают присутствие солей этого возраста в Карском море.

Изучение кольцевых структур

Изучению кольцевых инверсионных структур посвящены работы многих исследователей1 ([5–10] и др.). В последние годы наиболее полное их описание содержится в публикациях специа- листов ОАО «Башнефтегеофизика»1 ([5, 6] и др.). В результатах проведенных исследований приведена характеристика морфологии этих структур, исследованных на многих поисково-разведочных площадях и месторождениях с применением современной сейсморазведки, включая высокоинформативные съемки 3D.

На ряде изученных кольцевых структур отмечается значительная изменчивость интервальных сейсмических скоростей, что в некоторых случаях несколько меняет морфологию во временной и глубинной областях. Определенный вклад в искажение геометрии этих структур вносит газонасыщение, которое создает локальные вариации скоростных параметров вмещающих пород [6, 7]. Вместе с тем эти факторы не устраняют дисгармонии структурных планов, определяющих рассматриваемую инверсию. Основным дискуссионным вопросом является происхождение кольцевых структур.

В настоящее время на тему возникновения кольцевых структур существует несколько гипотез1 ([5–10] и др.). Одни связывают их происхождение с флюидными потоками из глубинных слоев земной коры и мантии. Другие первопричиной считают дифференциальное уплотнение литологически разнородных отложений. Кроме этого, допускается их образование за счет наложения и комбинирования различных разломных деформаций. Многие гипотезы весьма интересны. Вероятно, упомянутые факторы проявляли себя в различных комбинациях на разных этапах развития рассматриваемого региона. Вместе с тем анализ этих гипотез показывает, что они не дают системного объяснения совокупности наблюдаемых особенностей строения кольцевых структур. Например, непонятно как поток глубинных флюидов создает структурную дисгармонию на различных структурных уровнях. Относительно роли фактора дифференциального уплотнения можно заметить, что остается неясным почему эти структуры имеют кольцевую форму. Логично предположить, что в терригенном разрезе, сложенном преимущественно дельтовыми отложениями, следовало бы ожидать формы, повторяющие русловые песчаные тела, прибрежные бары, конуса выноса и др. Сочетание линейных систем разломов, характерных для Западной Сибири, также затрудняет толкование кольцевой морфологии этих структур. Неясно что может контролировать размещение этих структур, так как они установлены только на севере Западно-Сибирского бассейна и прилегающей части Енисей-Хатангской впадины (см. рис. 1) и неизвестны в центральной и южной частях бассейна.

Некоторые авторы отмечают существенную роль предполагаемого карстования в доюрских отложениях, которое могло повлиять на формирование структурного плана юрско-меловых толщ рассматриваемого региона. Важность этого фактора не вызывает сомнений. Зоны глубинного (гипогенного) карстования установлены во многих регионах мира. Как правило, возникновение таких зон связано с выщелачиванием глубокозалегающих карбонатных и эвапоритовых отложений под воздействием циркулирующих агрессивных пластовых флюидов. Это приводит к доломитизации известняков и растворению солей, а следовательно, к сокращению объема этих пород. В результате над этими зонами формируются мульды проседания. Последние часто имеют округлые изометричные формы (рис. 5).

В центральной части разреза Непской ан-теклизы в Восточной Сибири выделяется интервал карстования в нижнекембрийских карбонатноэвапоритовых отложениях (см. рис. 5). Его возникновение, вероятно, связано с миграцией агрессивных флюидов по нижележащим разломам. Над интервалом карстования расположена мульда проседания. В поперечном сечении ее размер составляет около 2 км. В пользу формирования этой мульды за счет глубинного карстования свидетельствует то, что эта мульда выражена по всему разрезу перекрывающих отложений. Это означает, что она возникла после их накопления. Если бы наблюдаемый прогиб возник на раннем этапе формирования осадочного чехла за счет образования грабена, эрозионного вреза или иного конседиментационного процесса, он был бы компенсирован перекрывающими слоями.

Сходные структуры, связанные с карстованием, известны в Тимано-Печорском и Волго-Уральском бассейнах, Персидском заливе и Западноканадском бассейне, ряде регионов Китая и других районах мира ([21–23] и др.). Вероятно, описанный механизм формирования впадин подходит для объяснения происхождения синклинальных элементов кольцевых структур, однако он не объясняет механизм образования антиклинали в вышележащих слоях. Кроме этого, в известных примерах провалы над зонами карстования существенно меньше, чем наблюдаемые кольцевые структуры в Западной Сибири. В первом случае диаметр синклиналей измеряется сотнями метров, максимум первыми километрами. В то же время диаметр инверсионных структур составляет десятки километров. Следовательно, фактор глубинного карстования не может объяснить происхождение рассматриваемых инверсионных структур. В определенных условиях он дополняет общую картину структурного развития. Важность этого фактора состоит в том, что с зонами карстования могут быть связаны высокоемкие коллекторские интервалы.

Симбиоз кольцевых инверсионных структур и криптодиапиров

Анализ геологических явлений, способных объяснить происхождение кольцевых инверсионных структур на севере Западно-Сибирского бассейна, приводит к предположению об их вероятной связи с соляными криптодиапирами в доюрском разрезе. Предположение о «соляном следе» в процессе образования кольцевых инверсионных структур может показаться неожиданным. На севере Западно-Сибирского бассейна до настоящего времени не было установлено наличие соляных структур. Очевидной причиной является то обстоятельство, что в этой части бассейна они залегают на больших глубинах. Кроме того, при проведении геолого-разведочных работ основное внимание традиционно уделялось строению юрско-меловых отложений.

Фундаментальным фактором, позволяющим рассматривать соляную тектонику как возможную

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY

Рис. 5. Сейсмический временной профиль Непского свода (Иркутская область)

Fig. 5. Seismic time section across the Nepa Arch (Irkutsk Region)

В нижней части разреза осадочного чехла выделяется зона глубинного выщелачивания, над которой образована мульда проседания.

Усл. обозначения см. на рис. 2

A zone of hypogenic leaching is interpreted in the low part of the sedimentary cover, which is overlain by a sag

For legend see fig. 2

причину формирования кольцевых инверсионных структур, является способность соляных диапиров импульсивно расти в течение продолжительного времени. Это вызвано инверсией плотности солей и перекрывающих их литифицированных пород, что является движущей силой роста диапиров. При этом в зависимости от геодинамических условий, объема соли, питающей растущий диапир, состава и толщины перекрывающих отложений морфология соляных структур может меняться. Динамика роста диапира, в свою очередь, влияет на условия залегания более молодых толщ, накапливающихся над соляными структурами.

Прежде чем рассмотреть связи предполагаемых криптодиапиров в палеозойских отложениях и кольцевых инверсионных структур на примере севера Западной Сибири, следует кратко упомянуть о морфологии структур, которые возникают в ходе роста соляных диапиров. Во многих случаях они имеют в плане кольцевую форму. В прилегающих к диапиру отложениях отмечаются слои роста или галокинетические последовательности, фиксирующие динамику роста диапиров. В ходе роста диапиров в перекрывающих отложениях часто отмечается формирование радиальных систем разломов и зон прогибания. Последние возникают за счет сво- дового растяжения над быстрорастущим диапиром. В структурной геологии эти образования называются «сводовыми грабенами» (рис. 6).

Другим процессом, который приводит к образованию прогибов над диапирами, является растворение соли при ее выходе на эрозионную поверхность. В таких местах соль растворяется под воздействием атмосферных осадков или морской воды. На суше в таких условиях часто возникают соляные озера. В результате в кровле диапира образуется прогиб, заполняемый молодыми осадками (рис. 7).

Таким образом, рост соляных диапиров часто сопровождается образованием прогибов в перекрывающих слоях за счет сводового растяжения или растворения соли вблизи эрозионной поверхности. Эти факторы, связанные с соляным диапиризмом, позволяют объяснить наличие синклинальных структур в основании плитного чехла, выраженных в основном в юрских отложениях. К этому следует добавить, что размер диапиров во многих известных соленосных бассейнах приближенно соответствует размерам кольцевых инверсионных структур. Диаметр этих структур может достигать десятков километров.

ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ И СТРАТИГРАФИИ

Рис. 6. Ортогональное пересечение двух сейсмических временных профилей 2D в своде диапировой структуры Прикаспийского бассейна

Fig. 6. Normal crossing of two 2D seismic time sections in the salt diapir crestal part, the Caspian Basin

С                                      Ю В                            З

Над диапиром кунгурских солей выделяются радиальная система разломов и сводовый прогиб.

Усл. обозначения см. на рис. 2

A radial fault system and a crestal syncline are interpreted above the Kungurian salt diapir.

For legend see fig. 2

Рис. 7. Сейсмический временной профиль в своде диапировой структуры Прикаспийского бассейна

Fig. 7. Seismic time section in the salt diapir crestal part, the Caspian Basin

A syncline is interpreted above the Kungurian salt diapir, which is resulted from salt dissolving near the surface

Приуроченность кольцевых инверсионных структур к соляным криптодиапирам в палеозойских отложениях можно видеть на некоторых высокоинформативных сейсмических разрезах с большой длиной записи. Особый интерес в этой связи представляют разрезы в акваториальной части бассейна юга Карского моря, где существуют благоприятные сейсмогеологические условия для получения данных высокого качества. Интерпретированный сейсмический разрез с выделением кольцевой инверсионной структуры, расположенной над предполагаемым криптодиапиром, показан на рис. 8.

В пользу соляной диапировой природы поднятия в основании кольцевой инверсионной структуры свидетельствует наличие характерных признаков. К их числу относятся: большая амплитуда поднятия, сейсмическая прозрачность тела диапира, слои роста на ее флангах, система радиальных разломов в перекрывающих отложениях.

Последовательность формирования кольцевых инверсионных структур

Симбиоз соляных криптодиапиров и кольцевых инверсионных структур в полной мере укла-

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY

Рис. 8. Интерпретированный временной сейсмический разрез, пересекающий кольцевую инверсионную структуру в акваториальном продолжении Западно-Сибирского бассейна в южной части Карского моря

Fig. 8. Interpreted seismic time section crossing the ring inversion structure in the offshore extension of the West Siberian Basin in the southern part of the Kara Sea

^^^ Q

K 2

2'Ледниковая эрозия

лит

Антиклиналь

аномалия

K 1

J

Синклиналь

T

T

Слои

PZ -

роста

ш1

PZ

PZ 1 ?

й a^s: я.^1'

Соль?

PZ 1 ?

PZ

S^-4'Ш'^«У

20 км

дывается в представления о поэтапной динамике роста соляных поднятий. Последовательность формирования рассматриваемых кольцевых структур в связи с соляной тектоникой представляется в следующем виде. Возникновение синклинальных структур в слоях, перекрывающих диапир, объясняется быстрым ростом диапиров. Прототипом этого процесса может служить пример, показанный на рис. 6. Рост диапиров в конце триаса — начале юры коррелирует с фазой внутриплитых деформаций (см. рис. 2). При этом в вышележащих юрских слоях в условиях локального сводового растяжения возникают радиальные системы разломов. Здесь образуются мульды проседания, компенсируемые юрскими отложениями. В миниатюре этот процесс можно уподобить рифтогенезу, вызванному восходящим потоком магмы. Только в данном случае роль магмы играет соль. Дополнительным фактором локального погружения в юрское время может быть растворение соли там, где диапиры достигали эрозионной поверхности.

Образование более обширного куполовидного поднятия, которое сложено меловыми отложениями, по-видимому, обусловлено дополнительной более поздней фазой роста криптодиапиров. Этот рост, вероятно, начался в раннем мелу и более уверенно проявился в позднем кайнозое. В это время на севере Западной Сибири также отмечались фазы возрождения тектонической активности (см. рис. 2), что оживило рост соляных криптодиапиров.

Это движение наложилось на юрский структурный план и вызвало его изменения. Однако из-за небольшой амплитуды новообразованного поднятия контрастная синклинальная структура по юрским слоям сохранилась под молодым куполом. Сочетание этих фаз роста криптодиапиров согласуется со строением наблюдаемой инверсионной структуры.

Структурная схема на рис. 9 иллюстрирует основные стадии формирования инверсионной кольцевой структуры, которые определяются продолжительными и импульсивными соляными деформациями.

Согласно предлагаемой схеме формирования инверсионной кольцевой структуры над соляным диапиром, выделяются следующие стадии развития.

Стадия 1. В палеозое накапливаются эвапоритовые толщи, они перекрываются более молодыми осадками. По мере погружения плотность перекрывающих отложений постепенно повышается и становится больше плотности подвижных солей, что приводит к зарождению диапировых структур.

Стадия 2. В конце – начале триаса тектоническая активизация ускоряет рост диапиров. В своде высокоамплитудных поднятий возникают зоны растяжения. В их пределах локализуются прогибы. В юрское время эти прогибы компенсируются осадконакоплением.

Стадия 3. В позднем кайнозое оживление роста диапиров под влиянием новых фаз тектонической активизации приводит к формированию куполообразной антиклинали, сложенной меловыми отложениями. Судя по строению известных кольцевых структур, величина этого подъема была меньше, чем глубина погружения на предыдущем этапе в триасе и юре (стадия 2). В результате в нижних горизонтах плитного чехла бассейна сохранилась остаточная синклинальная структура, перекрытая антиклиналью.

Предлагаемый механизм структурного развития кольцевых инверсионных структур над палеозойскими криптодиапирами объясняет наблюдаемую морфологию структуры и полностью укладывается в региональный тектоностратигра-фический контекст. Главным фактором развития этих структур был продолжительный импульсивный рост соляных диапиров, который коррелирует с геодинамическими событиями на севере Западной Сибири (см. рис. 2). Допуская проявление данного механизма, можно полагать, что ареал кольцевых инверсионных структур может включать зону распространения соляных криптодиапиров (см. рис. 1). Возможно, она принадлежит части Сибирской платформы, затронутой позднепалеозойской складчатостью и перекрытой мезозойским чехлом [19]. На значительной части этой платформы широко распространены соленосные толщи кембрийского возраста. Вероятно, эти соли могут распространяться в пределах северо-восточной части Западно-Си- бирского бассейна и в прилегающих районах Ени-сей-Хатангской впадины.

В определенных условиях сходные структурные формы могут возникать и за счет глиняного диапиризма. Такие структуры имеют широкое распространение в молодых бассейнах, заполненных мощными толщами слабоуплотненных отложений. Они хорошо известны, например, в Южнокаспийской впадине. Однако по отношению к исследуемому району глиняный диапиризм представляется маловероятным. Это связано с тем, что доюрские отложения подверглись позднепалеозойской складчатости и значительному катагенезу. По этой причине трудно предполагать наличие в них высокообводненных глинистых отложений, способных к образованию крупных глиняных диапиров.

Влияние соляных структур на нефтегазоносность

Наличие соляных структур — важный фактор нефтегазоносности многих крупнейших нефтегазоносных бассейнов. Одним из ярких примеров является бассейн Персидского залива, в строении и нефтегазоносности которого соли играют исключительно важную роль ([20, 21, 24] и др.). К одной из особенностей этого бассейна относится широкий глубинный и стратиграфический диапазоны нефтегазоносности.

Влияние солей на развитие нефтегазовых систем имеет множество аспектов. Соляные деформации образуют крупные складки, способные вмещать скопления нефти и газа. Длительный рост соляных структур влияет на фациальные условия осадконакопления в перекрывающих отложениях, контролируя тем самым размещение в них коллекторских горизонтов. Строение соленосных интервалов определяет пути миграции нефти и газа в до-юрских отложениях, фокусируя УВ-потоки в зонах примыкания к диапирам и бессолевым мульдам. Относительно высокая теплопроводность способствует локальному прогреву осадочного чехла над соляными поднятиями. Вероятно, что этот фактор влиял на пластовые термобарические условия в зоне кольцевых инверсионных структур, активизировал миграцию нефти и газа, способствовал образованию разломов и «газовых трубок». В то же время в подсолевых отложениях из-за повышенной теплопроводности соли температуры могут сохраняться в умеренном диапазоне, что позволяет залежам нефти и газа не разрушаться даже на больших глубинах.

Приуроченность крупных газовых залежей к кольцевым инверсионным структурам иллюстрирует разрез Заполярного месторождения (рис. 10). Залежам газа в сеноманских отложениях на сейсмическом разрезе отвечает амплитудная аномалия «плоское пятно». В доюрской части разреза под продуктивной антиклиналью интерпретируется высокоамплитудное поднятие, вероятно, связанное с соляным криптодиапиром.

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY

Рис. 9. Схема стадийности формирования инверсионной кольцевой структуры над соляным диапиром Fig. 9. Scheme of ring inversion structure formation stages above the salt diapir

1 — соль; 2 — направления перемещения мобильных солей.

Остальные усл. обозначения см. на рис. 2

1 — salt; 2 — directions of mobile salt movement.

For other legend items see Fig. 2

Специфическая динамика формирования соляных диапиров могла влиять на пути миграции нефти и газа, фокусируя их потоки. Ареалу предполагаемого развития соляных диапиров на севере Западно-Сибирского бассейна отвечают зоны преимущественной газоносности. Это вполне согласуется с тем, что палеозойские отложения здесь достигли высокой степени термического преобразования. В совокупности с рядом других факторов (состав и динамика прогрева ОВ, биодеградация и др.) это способствовало преимущественному газообразованию на севере Западной Сибири.

Вероятное поступление нефти и газа из палеозойских отложений в зонах диапиров в дополнение к УВ юрско-меловых источников объясняет продуктивность в широком стратиграфическом диапазоне и многозалежность ряда месторождений. Например, на Мессояхском месторождении установлена продуктивность 29 интервалов в юрско-меловом разрезе [25]. Это явно отличает северную часть бассейна от нефтеносных районов Центрального

Приобъя, в пределах которых залежи заключены в относительно узком стратиграфическом интервале неокома. Доюрские отложения могли быть источником дополнительных объемов УВ для залежей в юрско-меловом чехле. Кроме того, они также могут представлять самостоятельный поисковый интерес, что подтверждается продуктивностью этих отложений на Новопортовском месторождении.

В целом совокупность факторов структурного и нефтегеологического развития кольцевых инверсионных структур позволяет считать их высокоперспективными объектами поисково-разведочных работ, обладающими потенциалом распространения залежей в широком стратиграфическом и глубинном диапазонах.

Заключение

Изучение регионального геологического строения северных районов Западно-Сибирского бассейна позволяет предполагать, что кольцевые инверсионные структуры связаны с соляными

ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ И СТРАТИГРАФИИ

Рис. 10. Интерпретированный временной сейсмический разрез Заполярного месторождения Fig. 10. Interpreted seismic time section, Zapolyarnoye field

В палеозойской части разреза под инверсионной структурой интерпретируется существование соляного криптодиапира.

Усл. обозначения см. рис. 2, 4.

Положение разреза см. на рис. 1

A salt cryptodiapir in the Paleozoic section interpreted below the inversion structure.

For legend see fig. 2, 4.

Position of the section is shown in Fig. 1

криптодиапирами в палеозойских отложениях. Признаками соляных диапиров являются:

• 1)    изометричность этих структур;

• 2)    их крупные размеры — высота до 5 км и более, диаметр — несколько десятков километров;

• 3)    сейсмическая прозрачность тел диапиров;

• 4)    наличие слоев роста на крыльях соляных поднятий;

• 5)    радиальные системы разломов в перекрывающих их отложениях.

Симбиоз кольцевых инверсионных структур и криптодиапиров определяется импульсивным ростом соляных поднятий, что согласуется с общим геодинамическим контекстом развития Западно-Сибирского бассейна. Высокоамплитудные синклинальные элементы инверсионных структур, представленные преимущественно юрскими отложениями, сформировались в условиях сводового растяжения при быстром росте криптодиапиров. Последующее появление куполообразных поднятий, сложенных меловыми отложениями, интерпретируется как результат наложенного умеренного роста соляных поднятий в позднем кайнозое. В пределах рассматриваемых структур это молодое восходящее движение привело к изменению формы прогибов, представленных юрскими отложениями, но не вызвало их расформирование. Это определило общее инверсионное строение рассматриваемых структур.

Приуроченность кольцевых инверсионных структур к криптодиапирам в палеозойских отложениях создавало благоприятные условия для формирования многозалежных месторождений нефти и газа. Доюрские отложения могут быть источником дополнительных объемов УВ для залежей в юрско-меловом чехле. Кроме того, они могут представлять самостоятельный поисковый интерес.

ISSUES OF REGIONAL GEOLOGY AND STRATIGRAPHY