Тектонотипический разрез Коротаихинской впадины

Высокоперспективная на поиски залежей углеводородов Коротаихинская впадина расположена на крайнем северо-востоке Европы. Ее формирование связано с Предуральским краевым прогибом структурного комплекса уралид, на который ортогонально наложена более молодая складчатость пайхоид [11]. Почти вся территория впадины покрыта четвертичными отложениями. Поэтому без данных геофизики и бурения ее строение много лет было неясным. На первых геологических картах разрывные нарушения отсутствовали. Затем в обнаженной по рекам северо-восточной части выделялись мелкие складки, по-разному нарушенные несбалансированными взбросами или субвертикальными «разломами» в соответствии с концепцией фиксизма.

Тридцать лет назад была разработана геодина-мическая шарьяжная модель строения, которая от- 10

ражена в докторской диссертации 1991 года и опубликована в статьях и монографиях [9—11] и других. Детальное изучение тектоники по р. Хейяхе и другим рекам позволило доказать шарьяжное строение припайхойской части впадины. Тогда же с учетом сейсморазведки была разработана модель тектонической расслоенности чехла севера Предуральского краевого прогиба [9, 11]. Согласно этой модели весь осадочный комплекс впадины сорван по региональному де-тачменту, приуроченному к соленосной толще верхнего ордовика. Автохтоном можно считать лишь породные комплексы фундамента и терригенные толщи нижнего-среднего ордовика. Второй региональный послойный срыв приурочен к основанию орогенного комплекса и другим пластичным толщам [11]. Возраст формирования выделенного структурного комплекса пайхоид в Коротаихинской впадине был достоверно определен изотопным датированием и геологически- ми методами как позднетриас-меловой, с миграцией зоны структурообразования к юго-западу [8, 11].

Составленные в последующие годы тектонические модели строения Коротаихинской впадины существенно различны [2, 3, 5—7]. Общепринятого представления о глубинном строении впадины нет. При анализе сейсмических профилей всей Коротаихинской впадины Д. О. Машиным выявлены несоответствия в разных интерпретациях залегания подошвы орогенного комплекса в 1.3—2.4 км, а по кровле фундамента — до 4 км [4]. Ни одна из моделей не допускала палинспастическую реконструкцию. В такой ситуации главным критерием правильности интерпретации следует считать структурную сбалансированность и учет всего комплекса геологических и геофизических данных.

Методы и подходы

В качестве тектонотипического разреза Коротаихинской впадины выбран региональный сейсмический профиль РС15-20689 с продолжением его на юго-запад. В Припайхойской зоне вдоль профиля у поверхности ранее были детально изучены структуры по р. Хейяхе [8, 11]. При составлении сбалансированного разреза проанализированы данные последних государственных геологических съемок. Учтены предшествующие интерпретации и данные бурения из публикаций разных авторов, основанных на материалах ЗАО КЦ «Росгеофизика» [1—7] и др.

Геолого-геофизические разрезы вдоль тектонотипического сейсмопрофиля были противоречивые. В первых интерпретациях тектоническая расслоен-ность не учитывалась. Разрывы рисовались или субвертикальными с «угасанием» в фундаменте, или в виде синформ с нереальным выходом сместителя на поверхность (данные М. Ф. Порошко, Л. Б. Попова за 1990 г.). Позже, в интерпретациях В. И. Богацкого с соавторами в 2000 г. и Б. П. Богданова в 2004 г., была частично принята модель срыва осадочного чехла по солям ордовика, но объяснялась она гравитационным соскальзыванием толщ с Пайхойского палеоорогена [2, 3].

В 2008 г. коллектив сотрудников ВНИГРИ по профилю РС-15 вернулся к интерпретации неправдоподобных крутых разрывов, затухающих в фундаменте, и крупного сброса в Припайхойской зоне. При этом был показан срыв по границе нижней и верхней перми, который также считался ими гравиген-ным [5]. В следующем детально составленном разрезе (Ф. Н. Снисарь и др., 2009) с позиций сбалансированности были допущены ошибки. К ним относятся: сброс во фронте Вашуткино-Талотинского надвига и его обрыв на глубине; огромное тело триасовых базальтов (отсутствующее в керне скважины Лабогейская-15); «Бельково-Щучьинский глубинный разлом» (не соответствующий критериям выделения ГР); нереальные по балансу смещений «надви-го-сбросы» в Припайхойской зоне и др.

Впоследствии К. О. Соборнов [6 и др.] на современном сейсмическом материале, также без ссылок на работы предшественников, отразил нашу шарьяж-ную модель. Он добавил в нее сомнительные по балансу «вдвиги», непалинспастичное продолжение ка менноугольных толщ под Пай-Хоем и проблематичные надвиги, «угасающие» в жестком докембрийском фундаменте перед Байдарацкой сутурой. И наконец, в 2017 г. коллектив сотрудников МГУ опубликовал другую несбалансированную интерпретацию строения по параллельному профилю 20982-04 РС со «сбросами-надвигами», уходящими в фундамент [7]. На разрезах к последним государственным геологическим картам 2012 и 2017 гг. данные сейсморазведки и детального изучения тектоники вообще не учитывались. В результате в Припайхойской зоне были показаны или неправдоподобное опрокинутое крыло впадины с «висящими» надвигами, «взбросо-сбросами», или даже синхронные складкам сбросы, растяжения вдоль р. Хейяхи, что по балансу смещений невозможно.

Результаты и обсуждение

Интерпретация геологических и геофизических данных вдоль профиля 15-РС позволила существенно уточнить и изменить представление о глубинном строении Коротаихинской впадины, а также структур Варандей-Адзьвинской структурной зоны к юго-западу от впадины (рис. 1).

Учитывая более чем 15-километровую амплитуду рэмпового Вашуткино-Талотинского надвига и 5-километровую амплитуду надвигов в основании валов Сорокина, Гамбурцева и др., суммарная горизонтальная амплитуда смещения по Коротаихинскому де-тачменту составляет около 20 км [10,11]. В сейсмической записи этот региональный срыв подтверждается бескорневыми дизпликатами (рис. 1), а также пологими складками в породах силура-девона, которые отсутствуют в отложениях нижнего-среднего ордовика и в фундаменте. В Припайхойской структурной зоне этот же срыв привел к формированию стогообразного Припайхойского дуплексного вала.

В Лабогейской моноклинали юго-запада Коротаихинской впадины нами выявлено более сложное строение, чем считалось ранее, вследствие срыва осадочного чехла по трем флэтам (рис. 2, А). В каждой из тектонических пластин развит свой тип дислокаций. Наиболее сложно построена верхняя пластина из орогенного комплекса формаций. В ней выделены дизпликаты и аллохтонная структура поп-ап, подстилаемая флэтом по некомпетентным толщам перми (рис. 2, А). Средняя пластина сорвана по девонским эвапоритам, вскрытым юго-восточнее профиля в скв. Хавдейская-1, с мощностью нижнего пласта ангидритов до 50 м. То есть общепринятое представление [1, 2, 5, 6] о простом строении моноклинали с предполагаемыми в ней лишь литологическими ловушками некорректно, что следует учесть при планировании бурения на Саватинском лицензионном участке (ЛУ).

Под структурой поп-ап Центрально-Корота-ихинского надвига по горизонтам силура-карбона выделена крупная параавтохтонная Подлабогейская антиклиналь . Она расположена прямо под аллохтонной синклиналью из пермско-триасовых отложений, что невозможно без разделяющего их флэта (рис. 2, А). Магнитная аномалия над фронтальной складкой Центрально-Коротаихинского надвига (рис. 2, А), согласно нашей интерпретации, связана не с наличием гипотетических базальтов по модели Ф. Н. Снисарь 11

Рис. 2. Геолого-геофизический разрез Коротаихинской впадины (А) и его палинспастическая реконструкция в уменьшенном масштабе (B)

Fig. 2. Geological and geophysical section of the Korotaikha depression (A) and its palinspastic reconstruction on a reduced scale (B)

и др. (2009), а с крутым наклоном пластов триасовой молассы, которая содержит зерна магнетита. Аналогично объясняется линейная аномалия над аллохтонной Надейтинской антиклиналью, где также нет базальтов (рис. 2, А).

В Хейягинской депрессии в основании аллохтона выделено очень крупное узкое клиновидное тело — «темная зона» с аномально сложным строением (рис. 2, А). Оно ограничено кровельным и подстилающим надвигами и состоит из мелких чешуй с мелан-жированными отложениями нижней перми и хаотической сейсмической записью.

В Припайхойской структурной зоне под детально изученными сложными мелкочешуйчато-надвиговы-ми аллохтонными дислокациями [8,11] на глубине выделен очень крупный стогообразный Припайхойский дуплексный вал (ПДВ). У поверхности в геологических и в сейсмических материалах он не выражен (рис. 2, А). Это связано со сложностью мелких чешуй и со значительными углами падения крыльев приразрывных диз-пликатов. Поскольку крупные складки в параавтохтоне концентрические, к ним применим метод радиусов В. Н. Вебера, что позволило уточнить на разрезе положение поверхностей создавших их надвигов (см. точечные пунктирные линии на рис. 1; 2, А).

Учитывая линейность пайхойских структур, ПДВ не может быть локальной антиклиналью по балансу смещений создавших его надвигов и по положению крыльев принадвиговых складок. Вал с ундулирую-щим шарниром прослеживается под Припайхойской зоной. Сложные приповерхностные структуры над ним интерпретируются как мощная зона эндогенного кровельного надвига с субгоризонтальным и ныряющим на ЮЗ сместителем.

Палинспастическая реконструкция сейсмогеоло-гического разреза с увеличенным в два раза вертикальным масштабом приведена на рис. 2, В. Реконструкция проводилась уточненным методом «сдвижек» [10].

Несмотря на некоторую условность, она дает четкое представление о ширине зоны палеоосадконакопления ордовикско-триасовых пород, о суммарной горизонтальной амплитуде сжатия складчато-надвиговых структур на разрезе и о геометрической реальности составленной нами модели. Это не означает, что модель единственно правильная. В сбалансированных вариантах возможны и несколько иные детали строения, но при обязательном условии, что они будут допускать палинспастическую реконструкцию, чего не было в предшествующих интерпретациях [2, 3, 5—7]. Исключениями являются приближенные к сбалансированным разрезы, которые были составлены четверть века назад [11].

Припайхойская структурная зона — наиболее сложная по строению. Выделенный в ее параавтохтоне одноименный дуплексный вал представляют большой научный интерес и практическую значимость. Поэтому здесь была проведена более детальная структурная интерпретация и отдельная палинспастическая реконструкция разреза (рис. 3). Вертикальный и горизонтальный масштабы на разрезе были приведены к единому с учетом глубинной модели О. М. Прищепа и др. [5, рис. 3]. Кроме того, были учтены детально изученные приповерхностные структуры по р. Хейяхе, которые снесены на профиль по простиранию [8, 11] (рис. 3, C), а также мощности обнаженных на Пай-Хое палеозойских толщ по геолого-съемочным и тематическим работам.

Методика структурной палинспастической реконструкции здесь была иной. Составленный разрез был физически расчленен по линиям рэмповых надвигов, флэтов и ретронадвигов. В вырезанных тектонических чешуях-фрагментах складки были распрямлены до субгоризонтального положения линий по напластованиям. Полученные фрагменты последовательно приклеены на ватман с учетом горизонтальных перемещений по надвигам [12, рис. 3]. Итоговая

Рис. 3. Строение и палинспастическая реконструкция дислокаций Припайхойской структурной зоны

Fig. 3. The structure and the palinspastic reconstruction of dislocations of the Pay-Khoy structural zone

модель доскладчатого положения палеозойско-мезозойских осадочных комплексов отрисована в программе CorelDRAW и выведена в том же масштабе (рис. 3, B). При этом клиновидная «темная зона» дуплексов и меланжированного нижнепермского флиша на сейсмогеологическом разрезе (рис. 3, D) была приведена к нормально-осадочному слою без тектонического скучивания. Это поясняет визуально меньшую мощность пород перми на реставрации (рис. 3, A, B). Сокращение зоны осадконакопления палеозойско-триасовых осадочных пород при тангенциальном сжатии Припайхойской структурной зоны составляет более 30 километров.

Выводы

Интерпретация разреза через Коротаихинскую впадину с учетом открытого геолого-геофизического материала позволила существенно изменить предшествующие структурно несбалансированные построения [2,3, 5—7 и др.], которые не могут считаться геометрически возможными. Впервые за 80-летнюю историю изучения Коротаихинской впадины создан геолого-геофизический разрез, подтвержденный структурной палинспастической реконструкцией. Реконструкция подтвердила геометрическую реальность интерпретации стогового дуплекса и позволила объяснить приповерхностные мелкочешуйчатые структуры на р. Хейяхе как зону кровельного надвига над ПДВ.

Основными зонами послойных срывов при структурообразовании по порядку значимости являются: 1) Коротаихинский детачмент (главный региональный базальный послойный срыв по пластичным верхнеордовикским соленосным толщам); 2) основание раннепермского флиша и угленосные отложения кунгурского яруса; 3) девонские эвапоритовые толщи в Лабогейской моноклинали.

Структурная палинспастическая реконструкция пайхоид по профилю показала, что амплитуда срыва осадочного чехла по Коротаихинскому детачменту составляет около 20 км, плюс общее сжатие чехла — более 30 км. Суммарное горизонтальное сжатие структур впадины (без учета Пай-Хоя) составляет около 60 км. Сбалансировать такое большое перемещение с поглощением значительной (площадью около 15 тыс. км2) части земной коры, на которой происходило палеозойское осадконакопление, возможно лишь в зоне Байдарацкой коллизионной сутуры [10, 11].

Геолого-геофизический разрез (рис. 1; 2, A) предлагается рассматривать как тектонотипический для понимания строения других структур Коротаихинской впадины, расположенных по простиранию. Это важно для правильной объемной модели строения этого крупного и малоизученного перспективного региона [4].

Стогообразный Припайхойский дуплексный вал мы считаем наиболее перспективной потенциально нефтегазоносной макроструктурой впадины. Пробуренная недавно в его юго-восточной части «сухая» скв. Янгарейская-1 (забой 4000 м в отложениях верхнего силура) [1] не вышла из второй чешуи (рис. 1; 3, A). Учитывая, что в 40 км от скважины расположена огромная Карская астроблема мел-палеоценового возраста (диаметром в 60 км), поверхностные сейсмические волны могли нарушить верхнюю ловушку 14

ПДВ. Для вскрытия нижней антиклинали нами рекомендуется углубление скважины до 6000 м.

В заключение нельзя не отметить путаницу в названиях структур и тектонических единиц. Например, у поверхности в районе скв. Янгарейская-1 при геологической съемке выделена очень сложно построенная линейная аллохтонная Тальбейшорская антиклиналь, осложненная Лестаншорским надвигом (рис. 3, C). Поэтому название скважины и самой структуры по реке Янгарей, которая протекает в 40 км северо-западнее (за пределами Янгарейского ЛУ), представляется неудачным.

Созданная сбалансированная модель обсуждена на Международной конференции «Геосочи-2018» [12]. Соавторы выражают благодарность многочисленным коллегам за плодотворные дискуссии и замечания по статье.