Положение полуострова Ямал в региональной структуре

Южная часть Ямала относится к Внешнему поясу Западно-Сибирской плиты, образующему ее борт, на котором происходит погружение фундамента и нарастание толщины осадочного чехла [12]. На полуострове Внешний пояс представлен юго-восточным окончанием Припайхойской моноклизы, обрамляющей с северо-востока Пайхойскую складчато-надвиговую систему. Северная половина полуострова включена в состав Внутренней области Западно-Сибирской плиты плиты (рис. 1).

Геологический разрез Ямала, как и всей Западно-Сибирской плиты, расчленен на три структурных этажа: фундамент, промежуточный структурный этаж и платформенный чехол [8]. Возраст общей консолидации фундамента определен как позднепалеозойский, аналогично обрамляющим складчато-надвиговым системам Урала и Таймыра [4, 13]. Промежуточный структурный этаж включает толщу триаса и пограничные горизонты верхней перми, выполняющие рифтогенные грабены. Чехол образован юрско-кайнозойскими отложениями.

Тектоника фундамента полуострова Ямал

Фундамент полуострова имеет гетерогенное строение. Припайхойская моноклиза характеризуется выдержанным северо-западным простиранием и спокойным погружениеы отражающего горизонта А с поверхности до глубины 4 км, свидетельствующими о целостности этого тектонического элемента на всем его протяжении. В европейской части моноклиза идентифицирована в качестве общего борта Печорской плиты и Южно-Карской впадины [13]. Это заключение следует распространить на южный Ямал, где скважинами вскрыты позднедокембрийские кристаллические и палеозойские осадочные породы [1, 2, 9], имеющие аналоги в разрезах Полярного, Приполярного Урала и Пай-Хоя. Уральская складчато-надвиговая система, наложенная в позднем палеозое на восточную окраину Печорской плиты, оканчивается непосредственно юго-западнее Ямала.

Северная половина полуострова геоморфологически отражает наличие на глубине Южно-Карской мегаседловины, разделяющей Южно-Карскую и Ямало-Тазовскую рифтогенные впадины фундамента (рис. 1). Склоны мегаседловины, общие с рифтогенными впадинами, ориентированы примерно параллельно удлиннению Ямала (рис. 1, 2А, 2Б). Отражающий горизонт А на мегаседловине залегает на абсолютных отметках около -5 км, во впадинах он погружен до глубины 6,5-9 км. Основание северной части полуострова скважинами не вскрыто, достоверные сведения о составе и возрасте слагающих его пород отсутствуют. На временных разрезах основная часть записи имеет хаотический характер, на Северо-Тамбейской площади проявлена нечеткая слоистость [2]. В целом из данных сейсморазведки можно сделать вывод о сложном составе и строении нижнего структурного этажа.

Строение поверхности отражающего горизонта А свидетельствует об отсутствии так называемого Ямальского рифта, который ранее на основании интерпретации потенциальных полей изображался пересекающим центральную часть полуострова с юго-востока на северо-запад [5, 10]. На месте этого рифта картируется уступ отражающего горизонта А амплитудой 1,5-2 км, представляющий собой крупный сброс, отделяющий Внешний пояс от Внутренней области (рис. 2А, 2Б).

По отражающему горизонту А территория полуострова разделена на Южный, Восточный, Центральный, Северо-Восточный и Северо-Западный структурные районы. Критериями их выделения являются: средняя глубина залегания картируемой поверхности; характер индивидуального структурного рисунка (моноклинальный или мозаично-блоковый); удлинение, азимуты простирания и другие особенности элементов внутренней структуры. Структурные районы разделены крупными уступами отражающего горизонта А, по-видимому, дизъюнктивной природы.

Южный структурный район относится к Припайхойской моноклизе и характеризуется погружением поверхности домезозойских отложений от менее чем 250 м до 4000 м. Он ограничен Харасавэйско-Каменным и Шараповско-Юньяхинским разломами сбросовой кинематики, северные крылья которых опущены на 1,5-2 км (рис. 2А, 2Б). По данным КМПВ и гравиметрических съемок район обладает корой континентального типа мощностью 35-40 км [7].

Разрывные нарушения района представлены относительно немногочисленными крупными дизъюнктивами широтного и северо-западного простирания. Вдоль северо-восточной границы в его пределы внедряются окончания разрывов северо-восточной ориентировки, быстро затухающие в массиве континентальной коры.

В составе Южного структурного района выделены две структуры I порядка: Юрибейская моноклиналь на севере и Южно-Ямальская кольцевая структура на юге. 

На основной площади Юрибейской моноклинали поверхность фундамента спокойно наклонена на северо-восток. Вдоль границы с Центральным районом край моноклинали осложнен сочлененными Нурминским блоковым мегаподнятием и Нерутояхинским мегапрогибом, которые разбитым на две части поперечным разломом северо-восточного простирания (рис. 2Б). Северо-западным ограничением названной структурной пары служит поперечный структурный мыс с расположенным на вершине Бованенковским сводом амплитудой 400 м. Нурминское блоковое мегаподнятие интерпретируется как краевой блок Юрибейской моноклинали, опущенный по листрическому сбросу с антитетическим вращением, в результате чего в его тылу возник Нерутояхинский мегапрогиб.

Между Байдарацкой и Обской губами выделяется Южно-Ямальская кольцевая структура диаметром около 200 км, ограниченная кольцевым разломом с центром в узле пересечения крупных дизъюнктивных зон широтного и северо-западного простирания (рис. 2А, 2Б). Распознавание Южно-Ямальской структуры по отражающему горизонту А затруднено сложным, контрастным строением поверхности фундамента, недостаточной площадью карты, в которую не вошел юго-восточный сегмент, а также редким сечением стратоизогипс (через 500 м). Более отчетливо структура читается на поверхности батских отложений (рис. 3). Кроме того, она дешифрируется на космических снимках, а южный сегмент подчеркивается дугообразным изгибом верховьев Обской губы.

Правильная форма граничного кольцевого разлома свидетельствует о вертикальном залегании и жестком глубинном наполнении структуры, происхождение которой естественно связать с коровым магматическим очагом, образовавшимся предположительно на заключительной стадии байкальского тектогенеза на выступе Печорской плиты в узле пересечения крупных дизъюнктивов. Этот вывод подтверждается наличием гранитоидов, которые на Ямале, по данным В.С. Бочкарева (2010), вскрыты только скважинами 1 и 3 Верхореченской площади (рис. 2а).

Южно-Ямальская кольцевая структура пересечена широтными Северо- и Южно-Щучьинским разломами. Прямолинейная форма выходов этих нарушений свидетельствует о крутом падении. В полосе между ними поверхность фундамента имеет ярко выраженное блоковое строение: в западной половине расположен Щучьинский выступ, под чехлом Западно-Сибирской плиты - контрастное Верхореченское горстообразное поднятие. В разных блоках кинематика субширотных нарушений меняется со сбросовой на взбросовую. Вдоль Щучьинских разломов на поверхности фундамента развиты эрозионно-тектонические депрессии длиной 120 и 80 км, глубиной до 1,5 км, представляющие интерес для поисков литологических и стратиграфических залежей нефти и газа (В.И. Дмитрачков, Ю.В. Вайполин, 2000).

Дизъюнктивная система северо-западного простирания представлена зоной крупного Байдарацкого (Верхореченского) разлома [3], состоящей из двух ветвей (рис. 2Б). Западная ветвь делит Верхореченский горст на два блока, восточная ветвь ограничивает горст с востока. Байдарацкий разлом обладает признаками как сдвига, так и надвига. Крутопадающий сдвиг образует нижнюю часть зоны. На рис. 2Б он читается по правостороннему смещению восточного блока Верхореченского горста относительно западного на 7-10 км. У поверхности фундамента сдвиг сменяется надвигом, зафиксированным при сейсмопрофилировании (В.И. Дмитрачков, Ю.В. Вайполин, 2000). Аллохтон надвига перекрывает глубинную часть разлома и, благодаря пологому падению, имеет извилистую линию выхода на исследуемую поверхность. В лежачем боку сейсморазведкой установлено несколько рядов приразломных антиклинальных складок, которые могут служить ловушками потенциальных залежей углеводородов. Смещения в верхней части Байдарацкого разлома фиксируются до неокома включительно.

Современные деформации Байдарацкой зоны могли быть созданы движениями противоположных кинематических типов: 1 – надвигом висячего крыла, направленным с юго-запада на северо-восток, от уральского обрамления к депоцентру; 2 – поддвигом лежачего крыла в обратную сторону. По-видимому, в конце палеозоя имел место первый механизм, общий с Уральской складчато-надвиговой системой. В неокоме был реализован механизм поддвига, о чем свидетельствует асимметрия ямальских складок осадочного чехла и поднадвиговых антиклиналей.

Восточный структурный район, вытянутый узкой полосой вдоль берега Обской губы, представляет собой западный борт Ямало-Тазовской рифтогенной впадины, опускающийся до глубины 7,5 км. В Восточном районе выделено несколько разломов северо-восточного простирания.

Северо-Западный структурный район характеризуется погружением поверхности фундамента в Южно-Карскую рифтогенную впадину на глубину почти до 9 км и мозаично-блоковой структурой, созданной многочисленными разрывными нарушениями (рис. 2А, 2Б). Земная кора района утонена до 29-35 км за счет подъема поверхности Мохоровичича [6], однако полного разрыва ее "гранитного" мегаслоя не происходит. Такая кора относится к субконтинентальному типу. Внутри района выделены Хабейяхский, Западно-Малыгинский и Пухучанский грабены.

Северо-Западный район отличается от южного Ямала исчезновением субширотных и появлением субмеридиональных разрывных нарушений. Широко развиты разломы обеих диагональных ориентировок. Нарушения преимущественно прямолинейные и, следовательно, крутопадающие. Судя по приуроченности к рифтогенной впадине и значительным перепадам глубины залегания отражающего горизонта А, их кинематика в основном сбросовая.

Северо-Восточный структурный район соответствует расчлененной вершине Южно-Карской мегаседловины (рис. 1, 2А, 2Б). Южная граница с Центральным структурным районом проходит по Шараповско-Юньяхинскому сбросу с увеличением глубины погружения поверхности фундамента от 5,0 до 5,5 км. Северо-западная граница неровная, осложненная Хабейяхским грабеном и Малыгинским горстом. Последний можно рассматривать или как не до конца отделившийся блок Южно-Карской мегаседловины, или как не совсем ассимилированную часть одноименной рифтогенной впадины.

В Северо-Восточном структурном районе доминируют разломы северо-восточного и северо-западного простираний. Широтный и меридиональный структурные планы представлены единичными элементами на периферии.

Центральный структурный район является переходным, сочетая признаки Северо-Восточного и Южного районов (рис. 2А, 2Б). В центре Ямала кровля фундамента погружена преимущественно на глубину 4,0-5,5 км. Треугольная форма района определяется крупными сбросами: Харасавэйско-Каменным, Шараповско-Юньяхинским, Хойско-Хорамахаяхинским амплитудой до 1,8 км. В строении района преобладают элементы широтного и северо-восточного простирания.

Район включает Северо- и Южно-Сеяхинское блоковые мегаподнятия, разделенные Большетамботинским мегапрогибом с днищем, опущенным на 1 км относительно вершин мегаподнятий. Мегапрогиб расположен над широтным Мордыяхско-Турмаяхинским разломом, раскрывается на восток в Ямало-Тазовскую рифтогенную впадину и морфологически напоминает эрозионно-тектоническую депрессию с переуглубленной западной частью.

Палеоструктурная реконструкция по карте изопахит нижнеюрской толщи, непосредственно налегающей на поверхность фундамента, указывает на первоначально трапециевидную форму Центрального структурного района. Северо-Сеяхинскому мегаподнятию отвечает блок континентальной коры в виде косого параллелепипеда, отделенный от Южного структурного района Большетамботинским мегапрогибом. В тылу Северо-Сеяхинского блока, на краю Южного структурного района произошло аналогичное, но менее масштабное проседание Нейтинского блока. Интересно отметить, что рассматриваемый район лежит в створе с Куренцовской ступенью Баренцева моря, где наблюдается похожее "растворение" структур континентальной коры Печорской плиты при переходе в Южно-Баренцевскую рифтогенную впадину с корой субокеанического типа [7, 13].

Связь тектоники и нефтегазоносности

Контрастность и амплитуда рельефа отражающего горизонта А намного превышает те же характеристики вышележащих отражающих горизонтов. Движения нижнего структурногто этажа сильно повлияли на структуру перекрывающих отложений и размещение месторождений. Большинство нефтегазоносных антиклинальных структур полуострова прослежены сейсморазведкой и отчасти бурением до поверхности фундамента. "Навешенные" структуры чехла как правило образовались в результате взаимодействия деформирующих внешних напряжений с уступами основания. Малоамплитудные подвижки при активизации древних разломов увеличили пустотное пространство в вышележащих коллекторах.

Наиболее важным элементом, контролирующим нефтегазоносность, является Харасавэйско-Каменный разлом, отделяющий полноценную континентальную кору от лежащих северо-восточнее районов с корой переходного и субконтинентального типов. На него с юго-востока на северо-запад "нанизаны" оба Каменномысских, Хамбатейское, Арктическое, Нейтинское, Нерстинское, Бованенковское, два Крузенштернских и Харасавэйское месторождения (рис. 2В).

Несколько меньше влияет на нефтегазоносность Шараповско-Юньяхинский разлом, разграничивающий блоки коры переходного и субконтинентального типов. В приподнятом южном крыле этого разлома расположены Западно-Сеяхинское, Верхне-Тиутейское, Восточно- и Северо-Бованенковское месторождения. Западнее, в узле пересечения с Харасавэйско-Каменным разломом находятся Бованенковское и Крузенштернское месторождения (рис. 2В).

Значительная нефтегазоносность связана с северо-восточным сегментом Южно-Ямальской кольцевой структуры, приближенным к Харасавэйско-Каменному разлому, а также Мессояхскому порогу, заканчивающемуся непосредственно восточнее Ямала. С внутренней стороны кольцевого разлома, над крутым склоном структуры залегают Новопортовское и Малоямальское месторождения, с внешней стороны расположено Ростовцевское месторождение (рис. 2В).

Четвертый район нефтегазонакопления связан с горстовыми поднятиями субконтинентальной коры Северо-Западного структурного района (Тасийское, Северо-, Западно- и Южно-Тамбейское месторождения) (рис. 2В).

Выводы

1. Фундамент полуострова Ямал разделен на пять структурных районов, которые различаются средней глубиной залегания отражающего горизонта А, характером общего структурного рисунка и особенностями элементов внутренней структуры.

2. По фундаменту южная половина Ямала относится к байкалидам Восточно-Европейской платформы, северная половина – к Южно-Карской мегаседловине, разделяющей Южно-Карскую и Ямало-Тазовскую рифтогенные впадины позднепермско-триасового возраста.

3. Границей между северным и южным Ямалом служит серия крупноамплитудных сбросов северо-западного и широтного простирания.

4. Существование Ямальского грабен-рифта данными сейсморазведки не подтверждается.

5. На юге полуострова выделена крупная Южно-Ямальская кольцевая структура, предположительно связанная с интрузией позднебайкальских гранитоидов.

6. В строении регионального Байдарацкого (Верхореченского) разлома сочетаются характеристики правого сдвига и приповерхностного надвига.

7. Важнейшими структурами, контролирующими установленную газонефтеносность Ямала, являются Харасавэйско-Каменный и Шараповско-Юньяхинский крупноамплитудные сбросы, северо-восточный сегмент Южно-Ямальской кольцевой структуры и горстовые поднятия Южно-Карской седловины.

8. Перспективы поисков газа и нефти на Ямале связываются с глубокими горизонтами, поднадвиговыми антиклиналями и погребенными эрозионно-тектоническими депрессиями.

Список литературы

1. Бочкарев В.С. С., Брехунцов А.М., Перегоедов Л.Г. и др. Природа карбонатных отложений девона на правобережье р. Щучья и Новопортовского месторождения п-ова Ямал // Стратиграфия и палеонтология Сибири. – Новосибирск: СНИИГГиМС, 2000. – C. 100-104.

2. Бочкарев В.С., Брехунцов А.М., Дещеня Н.П. Палеозой и триас Западной Сибири // Геология и геофизика. – 2003. – №1-2. – С. 120-143.

3. Брехунцов А.М., Бочкарев В.С., Дещеня Н.П. и др. Региональные поперечные и инверсионные структуры Западно-Сибирского бассейна // Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма. Материалы ХХХII Тектонического совещания. Т. I. – М.: ГЕОС, 1999. – С. 103-106.

4. Верниковский В.А. Геодинамическая эволюция Таймырской складчатой области // Тр. ОИГГМ. Вып. 831. - Новосибирск: изд. СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1996, 203 с.

5. Гурари Ф.Г., Девятов В.П., Демин В.И. и др. Геологическое строение и нефтегазоносность нижней-средней юры Западно-Сибирской провинции. – Новосибирск: Наука, 2005, 156 с.

6. Объяснительная записка к Тектонической карте Баренцева моря и северной части европейской России масштаба 1:2 500 000. – М.: ИЛ РАН, 1996, 96 с.

7. Объяснительная записка к Тектонической карте морей Карского и Лаптевых и севера Сибири. М 1:2500000. - М.: ИЛ РАН, 1998, 127 с.

8. Рудкевич М.Я., Озеранская Л.С., Чистякова Н.Ф. Нефтегазоносные комплексы Западно-Сибирского бассейна. – М.: Недра, 1988, 303 с.

9. Скоробогатов В.А., Строганов Л.В, Копеев В.Д. Геологическое строение и газонефтеносность Ямала. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2003, 352 с.

10. Сурков В.С., Казаков А.М., Девятов В.П., Смирнов Л.В. Нижне-среднетриасовый рифтогенный комплекс Западно-Сибирского бассейна // Отечественная геология. – 1997. – № 3. – С. 31-37.

11. Структурная карта по подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. М 1: 2500000.  Ред. А.Э. Конторович. – Новосибирск: ИГНГ СО РАН, 2004.

12. Тектоническая карта юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. М 1:2500000. Ред. А.Э. Конторович. – Новосибирск: ИГНГ СО РАН, 2004.

13. Тимонин Н.И. Печорская плита: история геологического развития в фанерозое. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998  240 с.

14. Отчет по договору № 1608-0320-09-1 от 20.07.2009 «Прогноз освоения месторождений полуострова Ямал (Крузенштернское, Малыгинское, Северо-Тамбейское, Западно-Тамбейское, Тасийское, Нейтинское, Арктическое, Нурминское, Западно-Сеяхинское)», этап № 1 «Переоценка потенциальных ресурсов углеводородов полуострова Ямал, Обской губы и акватории Карского моря на основе единой модели строения и нефтегазоносности Ямальского региона», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2010.