В год семидесятилетия НИИГА - ВНИИОкеангеология естественно оценить, насколько успешно продвижение в совершенствовании геологических основ оценки углеводородного потенциала российских акваторий. Море Лаптевых занимает уникальную позицию в арктическом геодинамическом ансамбле. Из морей восточной Российской Арктики оно наиболее доступно и отличается высокой степенью геологической изученности обрамляющих материковых побережий и островов. Суть вопроса: появились ли за последние два десятилетия принципиально новые тектонические, геодинамические, седиментологические модели или возрастающий объем натурных экспериментов детализирует сформированные ранее представления? Статья представляет попытку уяснить, в какой мере результаты недавних геологических и геофизических исследований на западе моря Лаптевых и актуализированные частные геологические модели способствуют решению проблем тектоники применительно к региональному этапу оценки углеводородного потенциала Арктического шельфа.

Традиционные проблемы сводятся к обоснованию возраста, расчленению и районированию осадочного чехла, ко времени становления и районирования тектонического фундамента, к ранжированию и морфокинематической систематизации разрывных нарушений.

Обзор региональной тектоники. Основы структурной геологии. Шельф моря Лаптевых в современной морфоструктуре представляет собой открытую в Евразийский бассейн центриклиналь, отделенную от океанического ложа континентальным склоном и подножием. Континентальный склон и наклонные и ступенчатые равнины внешнего шельфа отражают глубинные геодинамические преобразования на границе между океанической и континентальной корой [Арктический бассейн, 2017].

Разрез земной коры в море Лаптевых расчленяется на осадочный чехол, промежуточный структурный этаж и консолидированный фундамент. Промежуточный структурный этаж и осадочный чехол рассматриваются как осадочный слой, в отличие от существенно метаморфизованной и насыщенной магматитами консолидированной коры. Такое объединение конструктивно при обзорах субпланетарного уровня и неизбежно при недостатке натурных наблюдений. Промежуточный структурный этаж включает деформированные платформенные чехлы, не диагностируемые сейсморазведкой МОГТ, авлакогенные, тафрогенные и рифтогенные комплексы, эпикратонные складчато-надвиговые системы. Осадочный чехол подстилается комплексами промежуточного структурного этажа либо консолидированной корой. Региональными дизъюнктивами нарушены все структурные этажи от консолидированного фундамента до дневной поверхности [Арктический бассейн, 2017]. Важнейшими разрывными нарушениями на западе моря Лаптевых являются Нордвикские, Лазаревский, Хатангско-Ломоносовские и Дунайский разломы (рис. 1–3).

Нордвикскими разломами на акваторию с Сибирского кратона продолжается Уджинский рифт, известный с рифея [Косько и др., 2002; Тектоника, геодинамика и металлогения..., 2001]. Южным звеньям Нордвикских разломов отвечает речная долина в рельефе дна, в осадочном чехле при пересечении разлома нарушается корреляция рефлекторов в сейсмической записи, связанные с разломами мелкоамплитудные дислокации образуют обращенную вверх структуру цветка, характерную для транспрессионных сдвигов. Протяженность Нордвикских разломов от побережья до бровки шельфа - 450 км. Вертикальное смещение подошвы осадочного чехла составляет более 5 км (рис. 4) [Арктический бассейн, 2017].

Вблизи пресечения Нордвикских и Хатангско-Ломоносовских разломов на о. Большой Бегичев в осадочном чехле выявлены сбросы, надвиги, линейные складки, изометричные купольные антиформы диаметром 15–20 км (рис. 5) [Абушкевич и др., 2017].

Дизъюнктивы простираются на акваторию, протяженность сместителей превышает десятки километров. Складки и надвиги восток-северо-восточной вергентности перекрыты более поздним надвигом с юго-востока, образовавшимся во второй этап складчатости при субмеридиональном сдавливании. Результатами дистанционного зондирования существенно дополнены сведения о мелкоамплитудных деформациях в чехле, сопровождающих региональные разрывные нарушения, а также подтверждается факт переориентировки систем тектонических напряжений в ходе формирования осадочного чехла.

Уджинский рифт на акватории и на суше проявлен в аномальном гравитационном поле [Gaina et al., 2011; Арктический бассейн, 2017], на Сибирской платформе он виден в структуре подошвы палеозоя и в подошве мезозоя [Конторович и др., 2014]. В кристаллическом фундаменте рифт разделяет архейский тоналит-трондьемит-гнейсовый Биректинский и раннепротерозойский гранулит-парагнейсовый Хапчанский террейны. Рифтовая зона образована блоками архейского и раннепротерозойского террейнов и более молодых магматических и метавулканогенно-осадочных пород. Блоки разграничены надвигами и сдвигами [Смелов и др., 1998; Геологическое строение СССР…, 1987; Геология и полезные ископаемые…, 2002]. По подошве чехла Уджинские разломы проявлены глубоким прогибом. К ним приурочены магматические проявления в рифее и в среднем палеозое. Разломы смещают чехол вплоть до нижнеюрского в районе Уджинского поднятия, будучи перекрыты севернее позднеюрскими-меловыми отложениями.

Лазаревский разлом прослежен профилями МОГТ и в аномалиях гравитационного поля более чем на 500 км от губы Буор-Хая до 76,5° с.ш. Падение сместителя в западном направлении составляет 25–40° [Franke et al., 1998, 2001]. Сместитель выполаживается по падению и на глубине 15–20 км проявляется горизонтальной зоной сильных отражений. Вертикальная амплитуда смещений по акустическому фундаменту обычно превышает 2 км, уменьшаясь к северу, и на широте 76° разлом проявлен в сейсмической записи МОГТ лишь сближенными малоамплитудными разрывными смещениями. По верхним горизонтам осадочного чехла вертикальные смещения по Лазаревскому разлому не превышают первых сотен метров.

Хатангско-Ломоносовская зона разломов - это преимущественно сбросы, проявленные в рельефе подошвы осадочного чехла, в ориентировке аномалий магнитного поля [Gaina et al., 2011] и отрезками речных долин в рельефе дна. Генеральное простирание разломов северо-восточное, их протяженность от полуострова Таймыр к бровке шельфа - 400 км (рис. 6). Амплитуды вертикальных смещений по сбросам по подошве осадочного чехла достигают первых километров, по подошве миоценовых отложений - не более 500 м. Заложение этих разломов относится к позднему палеозою - к началу накопления мощного каменноугольного - триасового терригенного комплекса, формировавшегося либо в рифтогенном прогибе, либо в краевом прогибе герцинид. В первом случае разломы возникли в обстановке растяжения, во втором случае разломы инициированы горизонтальным сжатием вкрест надвигавшегося с севера герцинского орогена. Оба варианта допускают сдвиговую компоненту [Долматова, Пешкова, 2001; Балдин и др., 1997]. На пересечении Хатангско-Ломоносовских и Нордвикских разломов не выявляется значимых взаимных перемещений по разломам. Это указывает на малую величину сдвиговой компоненты и, учитывая длительную активность разломов, на проявление структурной унаследованности, стационарности тектонического ансамбля в геологической истории региона.

Дунайский разлом предположительно проводится от островов Дунай в дельте р. Лены к острову Большой Бегичев. Этим разломом внутренняя часть поздних киммерид в фундаменте Лаптевского бассейна отделяется от ее внешней периферии, образованной системой дуплексов южной вергентности [Виноградов, Драчев, 2000; Васильев, Прокопьев, 2012]. Вне южной прибрежной зоны сейсморазведочными данными не обнаруживаются признаки интенсивной тектонической расслоенности, что позволяет приписывать Дунайскому разлому роль границы между структурно различными участками позднекиммерийского фундамента.

Море Лаптевых в ряду нефтегазоперспективных площадей Восточной Арктики. В море Лаптевых с запада проецируются нефтеносные комплексы Хатангского прогиба и нефтегазоперспективные комплексы Таймыро-Североземельской складчатой области. На юге на Сибирской платформе и на востоке на Новосибирских островах широко распространены обогащенные битумами палеозойские толщи. Представляется своевременным, во-первых, уяснить, позволяет ли доступная информация проследить продолжение этих комплексов на акватории и, во-вторых, оценить, реально ли совершенствование методологии использования геофизических данных для более надежной геологической интерпретации и, соответственно, ресурсных оценок. В этом контексте существенно использование обобщенных данных МОГТ на акватории близ побережья Таймыра, появление в печати новых геодинамических моделей Лаптевского шельфа и их обоснования на основе гравитационного моделирования [Кириллова-Покровская, 2017; Фомина и др., 2017; Drachev, Shkarubo, 2017; Nikishin et al., 2017], опубликованные данные геодинамического синтеза по Таймыро-Североземельской складчатой области и Енисей-Хатангскому прогибу [Афанасенков и др., 2016] и, конечно же, результаты бурения в Хатангском заливе, проводимого ПАО «Роснефть» в 2017 г.

Лаптевская самостоятельная перспективная нефтегазоносная область (СПНГО) на западе граничит с Анабаро-Хатангской нефтегазоносной областью (НГО) Лено-Тунгусской провинции (НГП), нефтегазоносность восточного звена которой, установленная в середине прошлого столетия [Грамберг и др., 2000; Конторович и др., 2014; Калинко, 1959; Сороков, 1961], подтверждена новейшими результатами бурения. Этим обстоятельством объясняется повышенное внимание к геологическому строению западной части шельфа моря Лаптевых.

Продолжение на шельф моря Лаптевых структурно-вещественных комплексов с материка и окружающих островов по умолчанию присутствует в большинстве опубликованных геологических моделей. Исследователи расходятся в определении тектонической природы комплексов и их возраста. В пользу существования на акватории известной на суше геологической ситуации говорит тектоническая унаследованность в ориентировке структур складчатых систем сухопутного обрамления моря Лаптевых и продолжение этих направлений на акваторию в аномальных потенциальных полях и в ориентировке рельефа подошвы осадочного чехла по сейсморазведочным данным. Ориентировка складчато-надвиговых структур Таймырской области согласуется с геодинамической зональностью, наметившейся еще в позднем докембрии и отчетливо фиксируемой в фациях палеозойских отложений. На островах Анжу северо-западное простирание позднекиммерийских складок совпадает с фациальной и тектонической зональностью раннего и среднего палеозоя. Отсутствие значимых смещений при взаимном пересечении региональных разломов также указывает на структурную унаследованность, поскольку имеется достаточно оснований датировать заложение главнейших из разломов в докембрии и палеозое при неоднократном возобновлении движений в мезозое и кайнозое.

Растяжение земной коры в море Лаптевых на 500 км в направлении вкрест простирания рифтовой системы с полным уничтожением верхней консолидированной коры континентального типа и эксгумацией на подошву осадочного чехла нижней коры [Drachev, Shkarubo, 2017; Mazur et al., 2013] представляется сомнительным. В случае принятия этой модели в нефтяной геологии пришлось бы отказаться от принятых ресурсных оценок.

Нефтегазоносные и возможно нефтегазоносные комплексы Енисей-Хатангского прогиба и Таймыро-Североземельской области присутствуют в осадочном чехле и промежуточном структурном этаже на западе шельфа моря Лаптевых. На Североземельской моноклинали постсреднепалеозойские перспективные толщи входят в состав осадочного чехла, а нижне-среднепалеозойские возможно нефтегазоносные формации могут присутствовать в складчатом фундаменте. Эта ситуация сохраняется на северо-западе Западно-Лаптевской синеклизы. В центре и на юго-востоке синеклизы перспективные комплексы находятся в промежуточном структурном этаже, представленным здесь позднекиммерийской эпикратонной складчато-надвиговой системой.

Основные результаты и задачи дальнейших исследований. Уточнение расхождений между тектоническими моделями, во-первых, придает больше уверенности в создании геологического обоснования ресурсной оценки шельфовых пространств Евразии и, во-вторых, принципиально важно в контексте понимания современной структуры и геодинамической истории Арктики в силу ключевого положения шельфа моря Лаптевых на продолжении спредингового Евразийского бассейна.

Что касается прикладного, ресурсного, аспекта, то модель расчленения земной коры на осадочный чехол, промежуточный структурный этаж и консолидированный фундамент избавляет от споров о возрасте складчатого фундамента и подошвы осадочного чехла. Условность проведения подошвы чехла по акустическому фундаменту с одной стороны и степень катагенеза толщ эпикратонных складчатых систем фундамента показывают, что фундамент по генерационным и емкостным характеристикам не менее перспективен, чем осадочный чехол [Полякова, Борукаев, 2017]. Разделение по уровню перспективности фундамента и чехла в море Лаптевых входит в задачу дальнейших оценок зонального и локального прогнозов, когда рассматриваются структурные факторы прогнозируемых нефтегазоносных систем.

Природа фундамента и осадочного чехла Лаптевоморского шельфа однозначно не установлена, дискуссии будут продолжаться, поскольку в ближайшие десятилетия здесь вряд ли будут пройдены глубокие морские скважины. В такой ситуации анализ и обобщение всех доступных геолого-геофизических материалов, в первую очередь по материковому обрамлению моря Лаптевых и островам, количественная интерпретация геофизических данных и геолого-геохимическое моделирование могут играть решающую роль при прогнозе нефтегазоносности.

Выполненный обзор доступных к настоящему времени результатов сейсморазведочных работ, стратиграфического, структурного и геодинамического моделирования позволяет конкретизировать и подтвердить известные геологические основы региональной оценки углеводородного потенциала шельфа моря Лаптевых. Седиментационные обстановки позднего мезозоя - кайнозоя благоприятствовали накоплению в осадках гумусового органического вещества. В палеозое и мезозое в доаптское время неоднократно возникали условия формирования обогащенных сапропелевой органикой терригенных и карбонатных толщ. Прогнозируемая нефтеносность связывается с доаптскими толщами независимо от их положения в разрезе земной коры и типом структуры. Аптские-кайнозойские формации осадочного чехла скорее являются газоносными.

Заключение. Эпикратонные складчатые комплексы герцинского и раннекиммерийского возраста, простирающиеся на Лаптевский шельф с территории Таймыра и Северной Земли, по степени катагенеза не утратили генерационного потенциала, так же как и поздние киммериды островов Анжу и южного побережья моря Лаптевых. Перспективы нефтеносности акватории моря Лаптевых связываются в первую очередь с этими областями промежуточного структурного этажа.

Величина горизонтальных перемещений по надвигам и сдвигам с раннего палеозоя по настоящее время не превышала сотен метров, в отдельных случаях, возможно, достигала первых километров. Эти амплитуды пренебрежимо малы для обзорных масштабов моделирования.

Лаптевский шельф и Евразийский бассейн в настоящее время являются областью проседания, патронируемой единым для шельфа и бассейна горизонтальным растяжением. В Евразийском бассейне растяжение ориентировано вкрест простирания бассейна. На шельфе моря Лаптевых доминирующее растяжение направлено с юго-запада на северо-восток. Эта единая общая система напряжений состоит из частных систем, контролируемых структурно-вещественными неоднородностями, сложившимися к моменту возникновения Евразийского бассейна в предмиоценове время. Хребет Гаккеля построен звеньями, разделенными трансформными разломами. Рифтовые долины звеньев, выстраиваясь в осевой рифт хребта, заметно повернуты относительно друг друга, что указывает на существование локальных осей растяжения, подчиненных генеральной системе напряжений. В море Лаптевых общее растяжение реализуется на фоне вращения блока континентального фундамента, установленного сейсмологическими наблюдениями [Аветисов, 2000; Арктический бассейн, 2017]. Эта модель не согласуется с представлением о полном уничтожении верхней континентальной коры на севере моря Лаптевых.

В строении шельфа моря Лаптевых отчетливо проявлена тектоническая унаследованность. Ориентировка и расположение молодых структур нередко совпадают с седиментационной и структурной зональностью, сложившимися на ранних этапах истории региона.

Авторы глубоко признательны О.И. Супруненко, А.А. Черныху, О.Н. Зуйковой за подробные консультации и продуктивное обсуждение проблем, рассматриваемых в статье.

Список литературы

Абушкевич С.А., Волин К.А., Арестова Т.А. Перспективы нефтегазоносности юго-восточного побережья и островов Хатангского залива по данным дистанционного зондирования Земли // Разведка и охрана недр. 2017. № 2. С. 24–31.

Аветисов Г.П. Еще раз о землетрясениях моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. Вып. 3. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. С. 104–114.

Арктический бассейн (геология и геоморфология) / ред. В. Д. Каминский. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2017. 291 с.

Афанасенков А.П., Никишин А.М., Унгер А.В. и др. Тектоника и этапы геологической истории Енисей-Хатангского бассейна и сопряженного Таймырского орогена // Геотектоника. 2016. № 2. C. 23–42.

Балдин В.А., Кунин К.Н., Кунин Н.Я. Новые представления о строении и генезисе диагональной системы мегавалов в Енисей-Хатангском прогибе // Геология нефти и газа. 1997. № 3. С. 26–34.

Васильев Д.А., Прокопьев А.В. Глубинное строение Оленекского сектора Верхоянского складчато-надвигового пояса по данным интерпретации сейсморазведочных профилей // Отечественная геология. 2012. № 5. С. 62–66.

Виноградов В.А., Драчев С.С. К вопросу о тектонической природе фундамента юго-западной части шельфа моря Лаптевых // Доклады РАН. 2000. Т. 372. № 1. С. 72–74.

Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 4. Сибирская платформа / ред. Н.С. Малич, В.Л. Масайтис, В.С. Сурков. Л.: Недра, Ленинградское отделение, 1987. 448 с.

Геология и полезные ископаемые России. В 6 т. Т. 5. Арктические и далневосточные моря. Кн. 1. Арктические моря / ред. И.С. Грамберг, В.Л. Иванов, Ю.Е. Погребицкий. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. 468 с. (МПР РФ, РАН, ВНИИОкеангеология).

Геология и полезные ископаемые России. 6 т. Т. 3 Восточная Сибирь / ред. Н. С. Малич. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2002. 396 с.

Грамберг И.С., Супруненко О.И., Лазуркин Д.В. Нефтегазовый потенциал Северного Ледовитого океана // Геологическое строение и геоморфология Северного Ледовитого океана в связи с проблемой внешней границы континентального шельфа Российской Федерации в Арктическом бассейне. Министерство природных ресурсов РФ, Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана / под ред. И.С. Грамберга и А.А. Комарицына. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. С. 31–38.

Долматова И.В., Пешкова И.Н. Модель рифтовой деструкции северной палеоокраины Сибирского континента (Енисей-Хатангский прогиб) // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 2001. № 7. С. 30–33.

Калинко М.К. История геологического развития и перспективы нефтегазоносности Хатангской впадины / Труды Научно-исследовательского института геологии Арктики Министерства геологии и охраны недр СССР. Т. 104. Л.: Гостоптехиздат, Ленинградское отделение,1959. 360 с.

Кириллова-Покровская Т.А. Разработка актуализированной геологической модели моря Лаптевых и сопредельных глубоководных зон для уточненной оценки его углеводородного потенциала // Разведка и охрана недр. 2017. № 10. С. 30–38.

Конторович В.А., Конторович А.Э., Моисеев С.А., Соловьев М.В. Структурно-тектоническая характеристика Лено-Анабарского региона // Геология нефти и газа. 2014. № 1. С. 74–82.

Косько М.К., Верба В.В., Кораго Е.А. Фундамент арктического шельфа Евразии: блоковая делимость и некоторые аспекты эволюции // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология / гл. ред. Д.А. Додин, В.С. Сурков. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. С. 109–120.

Полякова И.Д., Борукаев Г.Ч. Структура и нефтегазовый потенциал Лаптевоморского региона // Литология и полезные ископаемые. 2017. № 4. С. 322–339.

Смелов А.П., Ковач В.П., Габышев В.Д. и др. Тектоническое строение и возраст фундамента восточной части Северо-Азиатского кратона // Отечественная геология. 1998. № 6. С. 6–10.

Сороков Д.С. Перспективы нефтегазоносности Лено-Оленекского района // Сборник статей по геологии и нефтегазоносности Арктики. Труды НИИГА Мингео СССР. Т. 123. Вып. 16. Л.: Гостоптехиздат, 1961. С. 102–108.

Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. 571 с.

Фомина Е.А., Павлов С.П., Сорокина Е.И. и др. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности притаймырской континентальной окраины моря Лаптевых // Разведка и охрана недр. 2017. № 10. С. 56–61.

Drachev S.S., Shkarubo S.I. Tectonics of the Laptev Shelf, Siberian Arctic // Geological Society. London. Downloaded from http://sp.lyellcollection.org / at James Cook University on June 13, 2017.

Franke D., Hinz K., Onken O. The Laptev Sea Rift // Marin and petroleum Geology. 2001. Vol. 18. P. 1083–1127.

Franke D., Hinz K., Block M. et al. Tectonics of the Laptev Sea Region in North-Eastern Siberia // Polarforschung. 1998 (erscienen 2000). Vol. 68. P. 51–58.

Gaina C., Werner S.C., Saltus R., Maus S. and the CAMP-GM group. Circum-Arctic Mapping Project. New Magnetic and Gravity Anomaly Maps of the Arctic. In: A. M. Spencer, D. Gautier, A. Stoupakova, A. Embry, K. Sorensen (eds) // Arctic Petroleum Geology. 2011. Geol. Soc. Memoirs 35. P. 39–48.

Mazur S., Campbell S., Green C. et al. Extension across the Laptev Sea continental rifts constrained by gravity modeling // Tectonics. 2013. Vol. 34. P. 435–448. https://doi.org/10.1002/2014TC003590.

Nikishin A.M., Gaina C., Petrov E.I. et al. Eurasia Basin and Gakkel Ridge, Arctic Ocean: Crustal asymmetry, ultra-slow spreading, and continental rifting revealed by new seismic data // Tectonophysics. 2018. Vol. 746. P. 64-82. https://doi.org/doi: 10.1016/j.tecto.2017.09.006.

Ссылка на статью:

Косько М.К., Алексеева А.К., Турова Е.С., Хохлова Ю.Н. Западная область Лаптевского седиментационного бассейна: новые данные и традиционные проблемы // 70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. Сборник научных трудов (под ред. В.Д. Каминского, Г.П. Аветисова, В.Л. Иванова). СПб.: ВНИИОкеангеология, 2018. C. 307-314.