Геофизический мезовал расположен на севере Западной Сибири, в основном газодобывающем регионе России. Преобладающая по площади западная часть мезовала находится в акватории Обской губы, восточное окончание выходит на сушу на Гыданском полуострове, где открыто и разведуется Геофизическое нефтегазоконденсатное месторождение с залежами, приуроченными к отложениям верхнего, нижнего мела и средней юры (рис. 1). Проведенные на месторождении поисково-разведочные работы позволили получить значительный объем фактического материала. Детальное изучение и правильная оценка этих данных необходимы для составления достоверных геологической и гидродинамической моделей известного месторождения, выбора правильного направления поисков в акваториальной части мезовала, а также развития общих представлений о геологическом строении и перспективах нефтегазоносности Ямало-Гыданского региона.

Геофизический мезовал является структурой II порядка, осложняющей строение надпорядковой Антипаютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы (рис. 1). Верхний структурный этаж мегасинеклизы образован среднетриасово-кайнозойским осадочным чехлом. Ниже расположены рифтогенный верхнепермско-среднетриасовый промежуточный структурный этаж и складчатый палеозойский фундамент (нижний структурный этаж) (рис. 2) [1].

В работах предшественников [1-4] мезовал рассматривался как антиклинальная штамповая складка осадочного чехла, возникшая над блоком фундамента, выдвинутым вверх по субвертикальным разломам. Выполненный автором тектонический анализ позволил существенно дополнить традиционные представления.

Описание структуры

На карте и временном разрезе по региональному сейсмопрофилю № 105 видно, что южная и северная границы Геофизического мезовала образованы субширотными сбросами, проникающими в осадочный чехол из нижележащих отложений (рис. 1, 2) [2, 5]. Вблизи подошвы юры (отражающего горизонта Iа) южный сброс сменяется надвигом, наклоненным на север под углом 37º, а северный сохраняет сбросовую кинематику, но, пересекая отражающий горизонт А (подошва чехла), меняет наклон и становится субпараллельным нижележащему надвигу, имея угол падения 24º (рис. 2, 3).

Блок, заключенный между двумя последними нарушениями, надвинут к югу на триасовую толщу более чем на 1 км и поднят на 250 м. Под надвинутым блоком рефлектор А локально опущен на 850 м относительно поднятого блока и на 600 м по сравнению с окружающими площадями. В поднятом блоке разрез триаса сокращен почти вдвое из-за размыва. Перекрытие надвига нижнеюрскими отложениями позволяет датировать его формирование началом ранней юры.

Выше отражающего горизонта Iа до примерно 2/3 расстояния между отражающими горизонтами Т₄ и Т₁ структура, подстилающая Геофизический мезовал, слабо выделяется на окружающем фоне, образуя вершину значительно более обширного пологого поднятия. Лишь по граничным разломам, представленным зонами малоамплитудных нарушений шириной 1,5÷3,5 км, заметны просадки отражающего горизонта Т₄ и других рефлекторов.

В юрско-нижнемеловой толще, образующей собственно Геофизический мезовал, выделены два надвига, полого наклоненные к югу. Критериями выделения надвигов на временном разрезе служили (рис. 4): 1 – разрыв, срезание и подворот отражений от осадочных слоев; 2 – смещение разорванных отражений с горизонтальным перекрытием крыльев разрывного нарушения и сдваиванием разреза; 3 – наличие отражающих площадок от поверхностей надвигов, секущих отражения от осадочных пород; 4 – наличие в висячем крыле антиклинальной складки.

Надвиги Геофизического мезовала зарождаются в толще средней юры ниже по склону Антипаютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы. Смещения носят характер субпослойных срывов. Углы падения надвигов составляют 1º20′ (нижний) и 2º (верхний) (рис. 3). Во фронтальной части углы падения увеличиваются, соответственно, до 3º30′ и 4-5º, придавая сместителям листрическую форму.

Основное значение имеет нижний надвиг. Его длина 28 км, он пересекает границу юры и мела и заканчивается на пересечении с субвертикальным нарушением, ограничивающим Геофизический мезовал с севера. По надвигу происходит сдваивание в разрезе отражающих горизонтов Б и Т₁ с горизонтальным перекрытием рефлектора Б амплитудой 2 км. В аллохтоне образуется асимметричная антиклинальная складка, на вершине которой сейсморазведкой и бурением установлен размыв верхнеюрской баженовской свиты (отражающий горизонт Б) [4], а выше сокращена мощность клиноформной части неокома (рис. 2, 3). Видимая вертикальная амплитуда складки 200 м, с учетом размыва она может быть на 50 м больше.

Надразломная складка наиболее отчетливо выражена до кровли апта (отражающий горизонт М′). Выше она выполаживается, и в сеноманских отложениях структура Геофизического мезовала исчезает, переходя в погребенное состояние.

Верхний субпослойный срыв имеет второстепенное значение. На севере он заканчивается, упираясь в южный граничный разлом мезовала. Горизонтальное перекрытие горизонта Б по верхнему надвигу не превышает 400 м, надразломная антиклинальная складка не развита. В тыловой части аллохтона расположена серия мелких сбросов с вертикальным смещением до 100 м.

Зоны разломов, ограничивающих мезовал с севера и юга, разорваны и смещены по нижнему надвигу и в его висячем крыле сужаются до 0,8÷1,1 км. Северный разлом смещен на 1,5 км к северу, автохтонная и аллохтонная части южного разлома подвернуты к поверхности срыва.

Выше неокомской клиноформной толщи по граничным разломам происходят сбросовые перемещения, приводящие к проседанию осевой части мезовала. В верхнеюрско-нижненеокомской части аллохтона такие просадки отсутствуют. Смещения отражений с разрывом сплошности по обоим разломам, постепенно затухая, фиксируются до кровли сеномана (отражающий горизонт Г); в вышележащей толще отражения изгибаются без видимых разрывов.

История развития и геодинамика

Консолидация палеозойского фундамента Антипаютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы произошла в поздней перми в обстановке орогенного сжатия. В конце поздней перми сжатие сменилась растяжением, орогенный режим уступил место рифтогенезу и накоплению пород промежуточного структурного этажа, к кровле которого приурочен отражающий горизонт А [1].

К началу отложения платформенного чехла на месте Геофизического мезовала существовал остаточный прогиб, который был сначала заполнен, а затем перекрыт плащом средне-верхнетриасовых терригенных отложений.

На границе триаса и юры последовал кратковременный эпизод сжатия, направленного с севера, из акватории Карского моря, на юг. По времени этот эпизод совпадает со становлением Пайхойско-Новоземельского складчато-надвигового пояса и, видимо, имеет общий с ним источник. Северный борт средне-верхнетриасового прогиба был надвинут к югу, перекрыв осадочное выполнение более чем на 1 км. Вертикальная составляющая надвига вызвала подъем аллохтонного блока и частичный размыв триасовой толщи в его кровле.

Основная часть юрского периода и берриасский век раннего мела характеризовались обстановкой спокойного погружения, о чем свидетельствует взаимная параллельность опорных рефлекторов Т₄, Т₁ и Б.

В валанжине начался длительный неокомский этап умеренного горизонтального сжатия, ориентированного с севера на юг, источник которого располагался севернее Западно-Сибирской плиты [6]. Но в районе Геофизического мезовала в верхних горизонтах чехла образовались надвиги со смещением аллохтонов к северу, то есть в направлении, противоположном вектору регионального сжатия. Этот парадокс объясняется тем, что сжимающая сила возникала в мантии и воздействовала прежде всего на жесткий фундамент, вызывая его уплотнение. В расположенном выше осадочном чехле возобладали силы противодействия, направленные с юга на север, которые и привели к субпослойным срывам слабо уплотненных в то время средне-верхнеюрских отложений.

Основные дислокации сжатия были приурочены к нижнему надвигу, достигнув максимума в его фронтальной части, где надразломная антиклиналь создала структуру Геофизического мезовала. В тыловых частях надвигов сжатие слабело и сменялось относительным растяжением, благодаря которому появились мелкие сбросы, осложнившие висячее крыло верхнего надвига.

Ослабление неокомского сжатия продолжалось до сеномана и включало две фазы, соответствующие формированию клиноформной и субпараллельно-слоистой толщ. Ослабление сжатия внутри фаз происходило постепенно, а на их границе – скачкообразно.

Субмеридиональное сжатие сопровождалось проседанием замка надразломной антиклинали (рис. 2, 3), которое на временном разрезе читается выше клиноформной толщи неокома, но отсутствует в верхнеюрско-нижненеокомском интервале, что создает проблему пространства, необходимого для погружения. Эта проблема решается при рассмотрении структурной карты Геофизического месторождения по кровле пласта ТП₁₂ (рис. 5) [4], на которой показана субмеридионально вытянутая депрессия с днищем, опущенным по встречно падающим сбросам. Причиной появления этой структуры, очевидно, было растяжение, ориентированное вдоль оси мезовала и поперек вектору сжатия. Из-за того, что депрессия простирается вдоль профиля №105, субширотное раздвигание не выражено на разрезе, однако становится ясным на карте. Раздвигание произошло во вторую фазу формирования Геофизического мезовала в форме проскальзывания верхненеокомско-сеноманской части разреза по кровле клиноформной толщи.

В сеномане сжатие завершилось и на время накопления верхней части разреза сменилось незначительным растяжением, обусловившим слабое, без разрывов, прогибание днища поперечной депрессии.

Влияние тектоники на нефтегазоносность

Проведенный тектонический анализ позволил уточнить структуру нефтегазоносной верхнеюрско-нижнемеловой части разреза Геофизического месторождения, в состав которой входят: 1 – сдваивание верхнеюрской части разреза; 2 – антиклинальные ловушки в аллохтоне и автохтоне; 3 – срезание надвигом ряда слоев с возможным образованием тектонических экранов; 4 – возможность образования тектонически экранированных ловушек за счет экранирования пластов-коллекторов северным и южным граничными разломами. Учет перечисленных особенностей повышает достоверность геологической и гидродинамической моделей месторождения, в дальнейшем позволит оптимизировать его разработку. Согласно полученным результатам, можно предполагать, что нижнеюрский надвиг является флюидоупором и может рассматриваться в качестве положительного аргумента в пользу поисков углеводородных скоплений в глубокопогруженных отложениях среднего и верхнего триаса.

Выводы

Результаты анализа геолого-геофизических данных указывают на значительную роль разрывной тектоники, в частности надвиговых структур, в формировании верхнеюрско-нижнемеловой и средне-верхнетриасовой частей разреза Геофизического мезовала и одноименного месторождения.

Установлено, что структура собственно Геофизического мезовала образована антиклиналью, развитой в аллохтоне надвига над его фронтальной частью.

С надвигами могут быть связаны разрывы и сдваивание продуктивных пластов, структурные ловушки в аллохтоне и автохтоне, тектонические экраны, которые необходимо учитывать при поисках, разведке и разработке Геофизического и подобных ему месторождений.

Для правильного понимания структуры изучаемых геологических объектов интерпретация материалов сейсморазведки должна включать построение сейсмогеологических разрезов с соотношением горизонтального и вертикального масштабов 1:1.

Предложенный подход может быть применен к аналогичным структурам на севере Западной Сибири. Возможными аналогами Геофизического мезовала являются Нурминский мегавал и Мессояхский порог.

Список литературы

1. Геология и полезные ископаемые России. Т. 2. Западная Сибирь. / Ред. А.Э. Конторович, В.С. Сурков. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2000, 477 с.

2. Ермилов О.М. Особенности геологического строения и разработки уникальных залежей газа Крайнего Севера Западной Сибири. / О.М. Ермилов, Ю.Н. Карогодин, А.Э. Конторович и др. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004, 141 с.

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

4. Скоробогатов В.А. Гыдан: геологическое строение, ресурсы углеводородов, будущее / В.А. Скоробогатов, Л.В. Строганов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006, 261 с.

5. Тектоническая карта юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Масштаб 1:6500000. / Под ред. А.Э. Конторовича. – Новосибирск: ИГНГ СО РАН, 2000

6. Подурушин В.Ф. Особенности строения и история формирования структур неокомского возраста в Ямало-Гыданском регионе // Вести газовой науки. 2013.  №5 (16). С. 66–73.