В результате выполнения площадных комплексных геофизических исследований в северо-западной части моря Лаптевых освещено строение переходной зоны между континентальными структурами Сибирской платформы (Таймыро-Североземельская складчатая область) и Евразийским океаническим бассейном (котловина Нансена).

Ключевые слова: море Лаптевых, осадочный чехол, тектоника, ресурсы УВ.

Переходная зона между континентальными структурами Сибирской платформы (Таймыро-Североземельская складчатая область) и Евразийским океаническим бассейном (котловина Нансена) до настоящего времени оставалась практически не исследованной. Комплексные работы, проводимые ОАО «МАГЭ» с 2005 по 2012 г. в море Лаптевых позволили провести оценку прогнозных УВ-ресурсов в юго-западной и центральной частях моря Лаптевых, установив здесь высокие перспективы нефтегазоносности. Степень изученности северо-западного сектора шельфа до недавнего времени была недостаточна для выяснения перспектив нефтегазоносности и обоснованной оценки прогнозируемых ресурсов УВ. Именно решению этих задач были посвящены исследования, выполненные ОАО «МАГЭ».

Материалы и методы

В 2012–2014 гг. ОАО «МАГЭ» были выполнены площадные комплексные гео физические исследования северо-западной части моря Лаптевых. На площади в 33 000 км² по сети 18х15 км было отработано 4483,5 пог. км. Профилей МОВ ОГT 2D. Сейсморазведочные работы проводились НИС «Николай Трубятчинский» и НИС «Геолог Дмитрий Наливкин» в комплексе с надводными гравиметрическими (4471,8 км) и дифференциальными гидромагнитными наблюдениями (4151,9 км). Сейсморазведочные наблюдения по методике преломленных волн были выполнены НИС «Геофизик» в профильном варианте в объеме 200 пог. км (рис. 1).

Сейсморазведочные работы МОВ ОГТ 2D выполнялись по фланговой системе наблюдений. Сейсмическая коса Sercel Seal 24bit digital (Solid Sentinel streamer) (648-канальная, расстояние между центрами каналов 12,5 м, длина активной части 8103,4 м) буксировалась за судном на глубине 8-9 м. Стабилизаторы глубины «DigiCourse 5011E», закрепленные на сейсмической косе с интервалом 300 м, обеспечивали точность заглубления в диапазоне + 1 м. В качестве источника сейсмических колебаний применялся массив из 30 пневмоисточников BOLT GUN. На НИС «Николай Трубятчинский» использовалась сейсмостанция Seal 428 v.1.0 и на НИС «Геолог Дмитрий Наливкин» - Seal 408 v.5.2. Длина записи 12 сек, дискретность записи 2 мс.

Гравиметрические измерения начинались и заканчивались опорными наблюдениями у причалов Shell и Statoil в порту Киркенес. Регистрация аномального гравитационного поля осуществлялась в цифровой форме с дискретностью 1 с двухсистемным, гиростабилизированным гравиметром «CHEKAN-AM».

Измерения магнитного поля проводились по дифференциальной методике градиентометром SeaSpy. Измерения выполнялись в режиме градиентометра при помощи гондол-магнитометров. База градиентометра составляла 100 м. Ведущая гондола была удалена от кормы судна 215-260 м. Дискретность регистрации данных составила 10 сек.

Сейсмические работы МПВ включали работы по: постановке донных станций по профилю; возбуждению упругих колебаний пневмоисточником ПУЛЬС-6М через интервал времени равный двум минутам, который соответствует расстоянию 250 м при средней скорости судна 4 узла; приему и регистрации сигналов на базе самовсплывающих АДСС-5000 и буйковых ССД-0,5 проекта 505-01. Расстояние между регистраторами на профиле составляло 10 км. Длина записи - 60 сек.

Обработка материалов

Обработка данных МОВ ОГТ 2D выполнена с помощью программного обеспечения ProMax R5000. Граф обработки материалов МОВ ОГТ 2D выбран на базе комплексного анализа исследуемых материалов и полученных ОАО «МАГЭ» в предыдущие годы на континентальных окраинах моря Лаптевых [Казанин и др., 2010; Кириллова-Покровская и др., 2010]. Гравиметрические материалы обрабатывались программным комплексом GRAV-003, разработанным в ОАО «МАГЭ». Обработка материалов гидромагнитных наблюдений проведена с использованием программного комплекса MAG003. Цифровая обработка сейсмических материалов МПВ проводилась на базе программного комплекса RadExPro и ArcView. Интерпретация полученных сейсмических данных выполнена в интерпретационном комплексе THE KINGDOM.

Сейсмостратиграфическая модель

Волновое поле временных разрезов, отражающее сложное геологическое строение изучаемой части моря Лаптевых, по динамическим особенностям сейсмозаписи разделяется на акустический фундамент и бассейновый осадочный чехол (ОЧ) (рис. 2). На основании анализа волновой сейсмической картины было выделено девять основных поверхностей несогласий (снизу вверх): A, LS1, LS2base, LS2, LS3base, LS3, LS4, LS5, LS6, ограничивающих семь сейсмогеологических комплексов (СК), каждый из которых обладает своеобразным обликом в разрезе.

Позднемеловой (К₂) СК ограничен в подошве отражающим горизонтом A, в кровле горизонтом LS1. Соответствует интервалу U4 в разрезе скважины ACEX-302.

Палеоценовый СК контролируется в подошве и кровле горизонтами LS1 и LS2base, которые характеризуются дисконформным структурным планом по отношению друг к другу и по отношению к кровле акустического фундамента. В целом палеоценовый СК демонстрирует стадию приостановки процессов рифтогенеза на Лаптевоморском щельфе, которая проявляется «сейсмически тусклым» волновым полем с включениями непротяженных, динамически ярко-выраженных рефлекторов. Наличие фаций пенеплена в палеоценовых отложениях бухты Тикси [Геологическое…, 1984] являются косвенным подтверждением этого процесса [Казанин и Кириллова-Покровская, 2010].

Эоценовый СК ограничен горизонтами LS2base в подошве и LS2 в кровле. Кровлю эоценовой толщи контролирует высокоамплитудное двухфазное колебание LS2, динамически выразительное, с явными признаками наличия эрозии. Комплекс насыщен протяженными коррелирующимися по разрезу и по площади рефлекторами.

Нижнеолигоценовый СК ограничен горизонтами LS2 в подошве и LS3base в кровле. Интервал насыщен большим количеством клиноформных сейсмофаций.

Нижнеолигоцен-нижнемиоценовый СК ограничен горизонтами LS3base в подошве и LS3 в кровле. Кровлю нижне-миоценовой толщи контролирует высокоамплитудное двухфазное колебание LS3, динамически выразительное, с явными признаками эрозии.

Верхнемиоцен-плейстоценовый СК ограничен горизонтами LS3 в подошве и LS6 в кровле. Кровлю комплекса контролирует отражающий горизонт LS6, динамически выразительный, с явными признаками эрозии. Комплекс демонстрирует трансгрессивное налегание на структурные формы подстилающего сейсмогеологического комплекса.

Внутри ССК прослеживаются отражающие горизонты, фиксирующие эвстатические колебания уровня Мирового океана. Наиболее уверенно коррелируются в разрезе и по площади оси синфазности ОГ LS4 и LS5. Последний связан с регрессией мессинского периода, вызвавшей интенсивное поднятие суши и осушение шельфов.

Плейстоцен-четвертичный СК ограничен горизонтами LS6 и дном моря. Комплекс представляет собой чередование субпараллельных, динамически хорошо выраженных осей синфазности. Толща с размывом залегает на разновозрастных подстилающих отложениях.

Стратиграфическая привязка основных несогласий осадочного чехла учитывала значимые тектонические события, установленные для Евразийского Арктического бассейна в целом и геологических разрезов материкового и островного обрамления, а также корреляция по композитным сейсмическим профилям от скважины ACEX-302 на хребте Ломоносова [Фомина и др., 2014; Jokat, 2005].

А (PZ, MZ - К₂) - апт-альбское диахронное несогласие, подошва синрифтового комплекса осадочных отложений. Отражает завершающий этап верхоянской складчатости в среднем апте, после которого начался рифтинг в бассейне моря Лаптевых (около 125–55 млн лет назад).

LS1 (К₂ - Р₁) - рубеж позднего мела-кайнозоя, зафиксированный в геологических разрезах повсеместным выравниванием рельефа и образованием коры выветривания. Раскол континентальной коры в Евразийском бассейне 55,8 млн лет назад и начало спрединга океанической коры (breakup unconformity) [Глебовский и др., 2006; Drachev, 1998] 56 млн лет тому назад.

LS2base (Р₁² - Р₂¹) - конец раннего эоцена, возраст около 54,9–48,9 млн лет. Согласно скважинным данным в раннем-среднем эоцене отмечен термальный климатический максимум, сопровождавшийся субтропическими условиями формирования осадков с обильным содержанием пресноводных папоротников Azolla.

LS2 (P₂³- P₃¹) - ранний олигоцен, возраст около 33 млн лет - определен по документации эрозионного события в начале олигоцена в обнажениях Новосибирских островов, а также данных о глобальном падении уровня моря на границе рупельского/хаттского ярусов.

LS3base (P₃¹-N₁¹) - ассоциируется с последней фазой крупнейшего предмиоценового эрозионного перерыва, для границы был принят возраст около 27 млн лет (средний олигоцен).

LS3 (N₁²) - миоценовый эрозионный перерыв около 18,2-17,5 млн лет назад. Отвечает крупнейшему миоценовому эрозионныму перерыву, зафиксированному скважинами М0002-М0004 на хр. Ломоносова. Несогласие представляет собой резкое изменение в режиме осадконакопления в течение неогена.

LS4 (N₁² - N₁³) - возраст около 10 млн лет назад (миоцен).

LS5 (N₂) - возраст около 5 млн лет назад (конец миоцена, месингская регрессия).

LS6 (N₂³ - Q) - эоплейстоценовое несогласие связано с региональным раннечетвертичным перерывом в осадконакоплении. Подтверждено геологической съемкой во всем обрамлении моря Лаптевых. В разрезе Лаптевоморского шельфа встречаются зоны отсутствия четвертичных отложений.

Структурно-тектоническое районирование

Представленные работы по существу являлись первыми площадными исследованиями, освещающими строение переходной зоны между континентальными структурами Сибирской платформы (Таймыро-Североземельская складчатая область) и Евразийским океаническим бассейном (котловина Нансена). Тектоническое районирование проводилось по кровле промежуточного складчатого фундамента с учетом карт мощности осадочного чехла и карт аномальных потенциальных полей (рис. 3).

Структуры Лаптевского бассейна, расположенные между Таймыро-Североземельской складчатой областью (ТССО) на юго-западе и Евразийским океаническим бассейном (ЕОБ) на северо-востоке, линейно вытягиваются в северо-западном направлении за исключением прогиба Вилькицкого. Последний, наряду с Петровской моноклиналью на юго-востоке и Мало-Таймырской моноклиналью на северо-западе, является акваториальным продолжением ТССО. Мощность осадочного чехла в пределах структурных элементов, примыкающих к ТССО, изменяется в пределах от 200 до 2600 м, при этом наибольшие значения локализуются в прогибе Вилькицкого.

На карте аномального гравитационного поля в редукции Буге (2,67 г/см³) этой зоне соответствует в целом изометричная картина изолиний со значениями от 10 до 30 мгал, на фоне которой просматриваются линеаменты северо-восточного направления, один из которых соответствует прогибу Вилькицкого со значениями изолиний более 20 мгал.

Западно-Лаптевская ступень представляет собой линейную структуру северо-западного простирания шириной порядка 50 км. В структурном плане - это запрокинутый блок, сформированный системой сбросов, что подтверждается наличием цепочки локальных антиклинальных поднятий вдоль северо-восточного края ступени. К юго-западной стороне ступени, наоборот, приурочены депрессионные зоны, в которых мощность осадочного чехла достигает 5 км.

В аномальном гравитационном поле в редукции Буге (2,67 г/см³) Западно-Лаптевской ступени соответствует линейная градиентная зона северо-западного направления со значениями изолиний 30-60 мгал.

Западно-Лаптевский пояс флексурно-разломных смещений вместе с Ольгинским валом фиксируют продолжение процесса последовательной деструкции континентальной коры по системе сбросов северо-западного простирания.

Мощность осадочного чехла изменяется от 1800 м на Ольгинском валу до 4000 м в депрессиях Западно-Лаптевского пояса флексурно-разломных смещений.

В аномальном гравитационном поле в редукции Буге (2,67 г/см³) этим тектоническим элементам соответствует узкая градиентная зона со значениями изолиний 60-120 мгал, за которой следует относительно спокойное, в целом изометричное поле Евразийского океанического бассейна.

Северо-западное простирание тектонических элементов указывает на то, что основным структурообразующим фактором для Лаптевского бассейна, по-видимому, является процесс раскрытия Евразийского океанического бассейна. Присутствие линеаментов северо-восточного направления в аномальном гравитационном поле и видимое смешение в этом же направлении структурных планов фундамента и горизонтов осадочного чехла, по-видимому, указывает на периодическую активизацию более древней системы тектонических напряжений.

В результате комплексной интерпретации данных МОВ ОГТ и МПВ в прибрежной части профилей уверенно прослежена граница кора-мантия, контролирующая строение поверхности МОХО. По динамическому разрезу МПВ полученная граница М залегает на глубинах 28-34 км. Граница между верхней и нижней корой (граница К) залегает на глубинах от 10 до 22 км. Граница F, расположенная между кровлей верхней коры и подошвой палеозойского складчатого основания, залегает на глубине от 3 км в районе Петровской моноклинали, ступенчато погружаясь до 15 км.

Перспективы нефтегазоносности северо-западной части моря Лаптевых определяются генезисом развития шельфовых, склоновых и глубоководных осадочных бассейнов, формирующих особенности строения осадочного чехла в регионе. Основные перспективы нефтегазоносности связаны с антиклинальными и неантиклинальными ловушками УВ.

Выявленные локальные антиклинальные поднятия по поверхности складчатого основания (ОГ А) определяют закономерности размещения зон и объектов возможного накопления углеводородов в осадочных комплексах верхнемелового-кайнозойского бассейнового осадочного чехла.

Зафиксированные в бассейновом осадочном чехле шельфовые, склоновые и глубоководные толщи, закономерно выполняющие «неровности» гетерогенного субстрата, образуют серии литологических и тектонически экранированных неантиклинальных ловушек УВ. Переходную часть разреза от дельтовых нижнемеловых к кайнозойским проградационным выполняют палеоцен-олигоценовые толщи, в которых картируются контуры литолого-стратиграфических ловушек УВ. Мощная толща проградационных клиноформ кайнозойской части осадочного разреза представляет собой высокоперспективный объект поиска залежей УВ (рис. 4).

В качестве эталона для подсчета прогнозных ресурсов северо-западной части моря Лаптевых был выбран эталон в море Бофорта в пределах дельты (палеодельты) р. Маккензи. Прогнозные ресурсы K₂-KZ осадочного чехла в пределах северо-западной части континентальной окраины моря Лаптевых составили около 4,2 млрд т у.т., извлекаемые - 2,75 млрд т у.т.

Локализованные ресурсы составляют около 1,4 млрд т у.т. (геологические). По фазовому составу предполагается преобладание газовой составляющей над нефтяной. Наиболее высокими перспективами характеризуются эоценовый и нижнеолигоценовый комплексы с ресурсами соответственно 0,6 млрд т у.т. и 0,5 млрд т у.т.

Выводы

Строение земной коры изучено до глубин 28-34 км по данным МПВ. Осадочный чехол изучен до глубины 9,5 км; максимальные значения мощности чехла 9,5 км приурочены к континентальному склону и глубоководной части Евразийского бассейна. Значительные мощности наблюдаются в прогибе Вилькицкого. Волновое поле разделяется на три интервала: нижний характеризует верхнюю мантию, средний - кристаллический и складчатый промежуточный фундаменты, верхний - бассейновый осадочный чехол. Граница Мохо прослежена на временах 9-10 с и подтверждена данными МПВ.

В K₂-KZ осадочном чехле закартировано 18 локальных поднятий, выявленных настоящими работами. Объекты возможного накопления углеводородов сконцентрированы главным образом в пределах Западно-Лаптевской ступени и Западно-Лаптевского пояса флексурно-сбросового смещения. Среди локальных объектов наиболее перспективными являются структуры под № 17, приуроченные к Ольгинскому валу с общими локализованными геологическими ресурсами 1,2 млрд т у.т., а также структура № 14 с локализованными геологическими ресурсами 0,1 млрд т у.т. Большой прирост запасов локализованных ресурсов по этим структурам возможен за счет подстилающей слабодислоцированной PZ части акустического фундамента.

ЛИТЕРАТУРА

1. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 9. Моря Советской Арктики. Море Лаптевых / В.А. Виноградов. - Л.: Недра, 1984. С. 50-60.

2. Глебовский В.Ю., Каминский В.Д., Минаков А.Н., Меркурьев С.А., Чилдерс В.А., Брозина Д.М. История формирования Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана по результатам геоисторического анализа аномального магнитного поля // Геотектоника. 2006. № 4. С. 21-42.

3. Казанин Г.С., Заяц И.В., Павлов С.П., Шкарубо С.И., Макаров Е.С., Кацанюк В.А., Журавлев В.А., Васильев А.И., Кузнецов А.В., Кириллова-Покровская Т.А., Кадыш Т.И., Дьяченко А.Б. Комплексные геофизические исследования ОАО «МАГЭ» на хребте Ломоносова. Материалы конференции «ЕАГО». - Сочи, 2010.

4. Кириллова-Покровская Т.А., Казанин Г.С., Тарасов Г.А. Моноклинальные зоны Западно-Арктических морей. - Природа шельфа и архипелагов Европейской Арктики. Вып.10. М.: ГЕОС, 2010. С. 149-156.

5. Казанин Г.С., Кириллова-Покровская Т.А. Некоторые результаты сейсморазведочных работ в море Лаптевых. Материалы конференции «Нефть и газ Арктического шельфа». Мурманск, 2010.

6. Фомина Е.А., Кириллова-Покровская Т.А., Павлов С.П., Барабанова Ю.Б., Мелашичева О.С. Косвенные признаки нефтегазоносности континентального склона моря Лаптевых. Материалы конференции «Геомодель-2014». Геленджик, 2014.

7. Drachev S. Laptev Sea rifled continental margin: Modern knowledge and unsolved questions. Polarforschung. 1998. N. 68. P. 41-50.

8. Jokat W. The sedimentary structure of the Lomonosov Ridge between 88° N and 80° N // Geophysical Journal Int. 2005. V. 163. P. 698-726.

Fomina E.A., Pavlov S.P., Sorokina E.N., Samigullina Yu.I., Kislenko O.S., Kirillova-Pokrovskaya T.A., Fedukhina T.Ya., Barabanova Yu.B. (MAGE)

GEOLOGICAL STRUCTURE AND HYDROCARBON POTENTIAL PRITAJMYR CONTINENTAL MARGIN OF THE LAPTEV SEA

Aerial integrated geophysical surveys performed in the North-Western part of the Laptev Sea resulted in analyzing of transition zone structure between continental structures of the Siberian Platform (Taymyro-Severozemelskaya fold area) and the Eurasian oceanic basin (Nansen depression).

Keywords: Laptev Sea, sedimentary cover, tectonics, hydrocarbon resources.

Ссылка на статью:

Фомина Е.А., Павлов С.П., Сорокина Е.Н., Самигуллина Ю.И., Кисленко О.С., Кириллова-Покровская Т.А., Федухина Т.Я., Барабанова Ю.Б. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Притаймырской континентальной окраины моря Лаптевых // Разведка и охрана недр. 2017. № 10. С. 55-61.