Шлыкова В.В., Казанин Г.С., Павлов С.П. (ОАО «МАГЭ»), Ступакова А.В., Голынчик П.О., Сафронова П.А. (МГУ)

СЕЙСМОСТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ЮЖНО-ШПИЦБЕРГЕНСКОГО ШЕЛЬФА И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ

Скачать *pdf

   

На Южно-Шпицбергенском шельфе ОАО МАГЭ в 2005 г . были выполнены комплексные геолого-геофизические исследования, которые включали сейсморазведку MOB ОГТ 2D в объеме 3000 км , надводную гравиметрию в объеме 4200 км , дифференциальную магнитометрию в объеме 3200 км , сейсмоакустическое профилирование в объеме 3000 км , газогидрохимическое профилирование в объеме 3000 км и донный пробоотбор в количестве 102 ст. Плотность сети геофизических наблюдений составила 10х18 км. Глубины моря в районе исследований изменяются от 80- 380 м в шельфовой части до 1760 м в области континентального склона. Выполненные работы позволили детально изучить геологическое строение Южно-Шпицбергенского шельфа, в частности, выполнить детальное сейсмостратиграфическое расчленение кайнозойского и палеозойско-мезозойского осадочного чехла, выделить основные тектонические элементы и возможные зоны нефтегазонакопления.

 


Тектоническое районирование. Система глубинных долгоживущих разломов, являющихся западной границей Баренцевоморского шельфа, делит Южно-Шпицбергенский шельф на три геотектонических блока (рис. 1, 2).

Рисунок 1

А. Свальбардская плита. В пределах плиты выделены поднятие Стаппен и прогиб Стурфьорд. Осадочный чехол представлен нижнепалеозойскими Э-S, девонско-нижне-каменноугольными (D-C1), среднекаменноугольно-нижнепермскими (С21), верхнепермско-триасовыми (Р2-Т) и юрско-нижнемеловыми (J-K,) отложениями. Юрско-нижнемеловые отложения развиты только в северной части площади, в пределах поднятия Стаппен отложения этого стратиграфического диапазона отсутствуют [Шипилов и Тарасов, 1998; Larssen et al., 2005].

Рисунок 2

Б. Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней представляет собой область деструкции континентальной коры, ограниченную с запада и востока крупными региональными сбросами субмеридионального простирания. В пределах этой зоны многочисленные разрывные нарушения формируют систему грабенов и горстов, сегментированную сдвиговыми деформациями. Ширина разломной зоны составляет порядка 40 км . Глубина грабенов, выполненных преимущественно отложениями палеозойско-мезозойского возраста, достигает 7 км . Фрагментарно с резким угловым несогласием на палеозойско-мезозойских образованиях залегают отложения среднеэоцен-раннеолигоценового возраста. В пределах этой зоны могли сохраниться палеоценовые отложения [Bergh & Grogan, 2003]. Отложения палеозойско-мезозойского возраста залегают на фундаменте переходного типа (Фп) [Шкарубо, 1999].

В. Поморский периокеанический прогиб представляет собой кайнозойский осадочный бассейн, ограниченный хр. Книповича на западе и Норвежско-Шпицбергенской зоной ступеней на востоке. В Поморском прогибе выделено два типа фундамента - переходный и океанический [Шкарубо, 1999]. Переходный тип развит в зоне предокеанических ступеней, образованных системой листрических сбросов север - северо-западной ориентировки. Падение плоскостей листрических сбросов имеет западное направление. Ступени фундамента разбиты сдвиговыми дислокациями субширотного простирания, к узловым тектоническим зонам которых поданным гравимагнитных исследований приурочены интрузивные тела.

В центральной части площади выделяется грабенообразный прогиб субширотного простирания. Известно, что в переходной зоне от океана к континенту косвенно находят отражение трансформные разломы, формирующие отдельные субширотные грабены, выделяемые в фундаменте континентального склона. Возможно, что выделенный на площади прогиб является частью трансформного разлома. Часто эти разломы находят продолжение в пределах континента, в виде региональных сдвиговых деформаций. Трансформные разломы, по-видимому, являются основными поставщиками базальтовых лав и интрузий, которые формируют вулканические пояса. Примером таких вулканических поясов в данном районе может служить вулканическая провинция Вестбаккен, в пределах которой отмечались процессы раннеэоценового и плиоценового магматизма, и вулканиты развиты поверх континентальных блоков [Тальвани и Эльдхольм, 1978; Шкарубо, 1999; Dallmann et al., 1993]. Область развития фундамента океанического типа в структурно-тектоническом отношении достаточно однообразна, что проявляется в его моноклинальном погружении в южном направлении от 5 до 10 км .

Сейсмостратиграфическая характеристика осадочного чехла. Осадочный чехол исследованного района представлен отложениями кайнозойского и палеозойско-мезозойского возраста. Наибольшие мощности кайнозойских отложений пространственно связаны с континентальным склоном, где они достигают 11 км . Палеозойско-мезозойский осадочный чехол развит в пределах западной окраины Свальбардской плиты и Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней. В зоне ступеней мощность осадков достигает 7 км .

В кайнозойской осадочной толще выделено пять сейсмостратиграфических комплексов (ССК) и подкомплексов (ССПК), которые отражают основные этапы ее седиментационной истории. Границами сейсмостратиграфических комплексов являются региональные несогласия U3, U2, U1, U0, Q2 (отражающие горизонты (ОГ)), характеристика которых будет дана ниже. Стратиграфическая привязка выделенных региональных несогласий сделана на основе всего доступного массива данных морского бурения и сухопутных материалов [Лившиц, 1973; Bergh & Grogan, 2003; Larssen et al., 1994; Seismic atlas…, 1994; Ryseth et al., 2003]. Принято, что несогласие U3 отражает переход от глубоководно-морских к мелководным условиям осадконакопления и характеризует начальную фазу инверсии бассейна в раннем эоцене. Несогласие U2 связано с обмелением морского бассейна в олигоцене и его инверсией в пределах разломной зоны Хорнсунн. Поверхность несогласия U1 отражает мелководно-морские условия осадконакопления на фоне тектонического подъема территории в позднем миоцене. Несогласие U0 связано с денудационными процессами, развивавшимися на рубеже позднего плиоцена-эоплейстоцена. Схема сейсмостратиграфического расчленения кайнозойского разреза представлена в таблице.  

Таблица

Палеозойско-мезозойский ССК развит в Норвежско-Шпицбергенской зоне ступеней, на западе по региональному сбросу комплекс контактирует с кайнозойскими ССК Поморского прогиба, а на востоке, также по системе региональных сбросов с палезойско-мезозойскими комплексами Свальбардской плиты. На севере мезозойско-палеозойский ССК ограничен субширотным тектоническим нарушением, по-видимому, сдвигового типа.

В подошве комплекс представлен отражениями, характеризующими поверхность фундамента переходного (Фп) и континентального (Фк) типов, в кровле - несогласиями U3, U2 в зоне ступеней, U0 и Q2 в пределах Свальбардской плиты. Следует отметить, что прослеживание отражающего горизонта Ф обоих структурных элементов весьма неоднозначно. Максимальное время регистрации отражений, которые могут отождествляться с кровлей гетерогенного фундамента в зоне ступеней, составляет 4-5 с. Внутреннее строение комплекса охарактеризовано отражающими горизонтами A1(T1), Ia (P1). Стратиграфический интервал отложений ССК в Норвежско-Шпицбергенской зоне ступеней, по-видимому, ограничивается каменноугольным-раннемеловым временем, в пределах Свальбардской плиты - раннепалеозойско-раннемеловым.

Палеоцен-нижнеэоценовый ССК развит в пределах Поморского прогиба и ограничен в подошве поверхностью акустического фундамента двух типов (переходный Фп и океанический Фок) и несогласием U3(P21) в кровле. В южной части поверхность U3(P21) осложнена тектоническими нарушениями север-северо-восточного направления, представляющими собой взбросы и формирующими в плане приразломные локальные поднятия. Взброшенные части выделяются как аномалии типа «яркое» и «плоское пятно» (рис. 3). Данный комплекс характеризуется клиноформным строением. В зоне крутого сброса (западный борт Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней) палеоцен-нижнеэоценовый ССК без сокращения мощности контактирует с палеозойско-мезойским ССК. Область тектонического контакта может представлять собой перспективную зону развития ловушек УВ неструктурного типа. Наибольшие мощности ССК приурочены к грабену, выделенному в центральной части площади и приуроченному к крупному тектоническому нарушению сдвигового типа субширотного простирания.

Рисунок 3

Среднеэоцен-нижнеолигоценовый ССК ограничен в подошве ОГ U3(P21), а в кровле ОГ U2(P31). Как подошва ССК, ОГ U3(P21) имеет признаки несогласия по схеме подошвенного налегания, которая наиболее ярко проявляется в северной части площади. Волновое поле комплекса отличается разнообразием видов отражений: хаотические, косослоистые, плоскопараллельные и т.д. В целом комплекс характеризует клиноформное строение осадочной толщи.

Среднеэоценовый ССПК (нижний) ограничен в кровле ОГ U31(P22), представляющим собой ярко выраженную поверхность несогласия типа эрозионного среза. В южной части площади в области приподнятого блока фундамента отражение U31(P22) выделяется как аномалия типа «яркое пятно». Поверхность U31(P22) осложнена тектоническими нарушениями север-северо-восточного направления, представляющими собой взбросы и формирующими в плане приразломные локальные поднятия (см. рис. 3).

Среднеэоцен-нижнеолигоценовый ССПК (верхний) характеризуется клиноформным строением, в кровле ограничен ОГ U2(P31). Подошва подкомплекса U31(P22) является типичным несогласием типа подошвенного налегания. В пределах рассматриваемого ССПК выделяются три сейсмофациальные единицы (СФЕ) отличающиеся рисунком сейсмической записи. СФЕ-1 характеризуется динамически выраженными субпараллельными отражающими площадками значительной протяженности по простиранию. В северной и центральной части площади, в пределах материкового склона, СФЕ-1 перекрывается СФЕ. В южной части площади, на профилях субширотного направления, отмечается клиноформное строение СФЕ-1. Вероятно, данная сейсмофациальная единица представляет осадки глубоководного конуса выноса. СФЕ-2 характеризуется хаотическим рисунком сейсмической записи, который, вероятно, отражает высокоэнергетическую седиментационную обстановку, характерную для оползневых процессов. СФЕ-3 обосабливается на севере площади, вблизи Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней и представляет собой линзовидное тело, ог­раниченное в кровле ОГ U2(P31), являющимся несогласием типа кровельного прилегания. Подобная сейсмофациальная единица, пространственно приуроченная к окраине континентального шельфа, может отражать накопление осадочного материала в условиях прибрежных равнин и связанных с ними речных дельт. По простиранию СФЕ-3, в его подошве выделяется эрозионный канал.

Средне-верхнемиоценовый ССК ограничен отражающими горизонтами U2(P31) в подошве и U1(N13) в кровле ОГ U2(P3) представляет собой ярко выраженную поверхность несогласия по схеме подошвенного прилегания. Отражения вблизи кровли комплекса перестают прослеживаться по схеме кровельного прилегания. В восточном направлении средне-верхнемиоценовый ССК выклинивается. В строении комплекса выделены косослоистые сейсмофациальные единицы, соответствующие отложениям, накопившимся в обстановке окраины шельфа и верхней части склона, и латерально наращивающих его. Ундаформные части клиновидных сейсмофаций редуцированы на уровне поверхности U1(N13), где проявляются волновые аномалии «яркое пятно». Здесь, в шельфовой ундаформной подзоне, соответствующей условиям дельтовой равнины, и в верхней части клиноформной подзоны, соответствующей условиям авандельты, высока вероятность накопления песков (высокоэнергетическая обстановка). Максимальные мощности ССК приурочены к границе палеошельфа. Мощность комплекса увеличивается в южном направлении за пределы площади исследований.

Средне-верхнеплиоценовый ССК представляет собой мегаклиноформу, в строении которой выделяются три крупных клиноформных ССПК, являющихся результатом проградации ледниковых дельт в среднем-позднем плиоцене. Комплекс ограничен в подошве несогласием U1(N13), а в кровле U0(QE). Несогласие U0(QE) уверенно прослеживается по площади благодаря своим высоким динамическим характеристикам. Мощность ССК нарастает в направлении океанического бассейна и достигает максимума на границе палеошельфа.

В пределах комплекса выделено две поверхности несогласия U11 и U12, разделяющие средне-верхнеплиоценовый разрез на три клиноформных подкомплекса: среднеплиоценовый (?) ССПК (нижний), средне-верхнеплиоценовый ССПК (средний), верхнеплиоценовый (?) ССПК (верхний). Внутри клиноформ присутствуют эрозионные каналы, представляющие собой русла стока, прорезанные во время гляциоэвстатических колебаний уровня моря. С точки зрения перспектив на УВ наиболее интересными представляются нижний и верхний подкомплексы. Нижний подкомплекс на окраине палеошельфа представлен косослоистыми сейсмофациями, а в пределах материкового склона преимущественно субпараллельными. Ундаформы и фондоформы сигмовидных сейсмофаций проявляются как аномалии «яркое пятно». Волновое поле верхнего подкомплекса отличается разнообразием пакетов отражающих элементов - от сигмовидного до плоскопараллельного рисунка сейсмической записи. В ундаформных частях клиновидных сейсмофаций, ограниченных в кровле эрозионной поверхностью U0(QE) и характеризующихся сигмовидным рисунком сейсмической записи проявляются волновые аномалии типа «яркое» и «плоское пятно». Волновые аномалии трассируются от профиля к профилю.

Эоплейстоцен-голоценовый ССК ограничен в кровле дном моря. Дно моря является акустически жесткой границей. Данный комплекс характеризуется ярко выраженным клиноформным строением. На юге шельфовой части площади отмечены клиновидные сейсмофациальные единицы, сформировавшиеся в результате бокового наращивания шельфа с северо-востока на юго-запад. Фондоформные части сигмовидных отражений выделяются как аномалии типа «яркое пятно» и приурочены к областям перекрытия клиновидных тел. Аномалии коррелируются по профилям и имеют законченные очертания.

Перспективы нефтегазоносности. Нефтегазоносность кайнозойского разреза подтверждается лишь косвенно по сейсмическим данным и по нефтегазопроявлениям в глубоководных скважинах Северной Атлантики. Основные перспективы нефтегазоносности Южно-Шпицбергенского шельфа связываются с возможными зонами ловушек углеводородов (УВ) неструктурного типа (литологические, стратиграфические и тектонически-экранированные) в кайнозойских осадочных комплексах (рис. 4).

Рисунок 4

Изучение нефтегенерационного потенциала кайнозойских отложений по данным бурения морских скважин, расположенных в пределах континентальной окраины, позволяет предполагать генерацию как нефтяных, так и газовых УВ. Доля последних может быть больше. По данным бурения морских скважин, расположенных в пределах континентальной окраины и краевой части Баренцевоморского шельфа геохимические исследования показали, что палеоцен-эоценовые отложения еще не вошли в зону нефтеобразования. В пределах континентального склона эти отложения, залегающие на значительных глубинах (7- 10 км ), могут находиться в главной зоне нефтеобразования (ГЗН). В южной части Поморского прогиба, граничащей с вулканической провинцией Вестбаккен, отложения палеогена могут находиться в «нефтяном окне», учитывая, что степень их катагенической преобразованности значительно выше в связи с активностью вулканической деятельности, и, следовательно, повышенной тепловой обработкой отложений.

В составе кайнозойского стратиграфического интервала выделены три нефтегазоносных комплекса (НГК), которые могут содержать резервуары, перспективные для поиска нефти и газа:

Палеоцен-нижнеолигоценовый НГК.

Миоценовый НГК.

Плиоценовый НГК.

В пределах каждого НГК выделены объекты поиска - локальные зоны развития ловушек одного типа. Подобные объекты выделяются в различных стратиграфических интервалах кайнозойского разреза и могут быть связаны с резервуарами разного возраста.

Палеоцен-нижнеолигоценовый НГК. По данным бурения глубоководных скважин в бассейне Сервестнагет и вулканической провинции Вестбаккен палеоцен-нижнеолигоценовый НГК представлен преимущественно глинистыми глубоководными отложениями, выполняющими больше роль нефтематеринеких толщ (НМТ), нежели резервуаров нефти и газа. Однако в глинистых толщах возможны песчаные интервалы, сформировавшиеся за счет деятельности турбидитных потоков. Подобные песчаные тела могут присутствовать как в среднеэоценовых отложениях, так и в верхнеэоценовых - нижнеолигоценовых отложениях. Причем, максимальная песчанистость может быть отмечена или вблизи источника сноса (западный борт Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней), или у подножия склона. В пределах комплекса выделены возможные зоны нефтегазонакопления - тектонически-экранированные в приразломных зонах и литолого-стратиграфические ловушки УВ.

Миоценовый НГК. В пределах миоценового НГК распространены песчано-глинистые отложения, накапливавшиеся в условиях дельтовой и авандельтовой равнин. Выделены три цикла развития авандельты, каждый из которых состоит, по крайней мере, из одного выдержанного пласта песчаников. Песчаные пласты могут иметь мощность от 5 до 20 м [Ryseth et al., 2003]. Клиноформное строение толщи обусловливает наличие литологических ловушек УВ, а региональное несогласие между миоценовым и плиоценовым комплексом осложняет литологические ловушки стратиграфическим несогласием. В результате в кровле миоценовой толщи, на западном склоне Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней, выделена зона литолого-стратиграфических ловушек миоценового возраста

Плиоценовый НГК. В пределах плиоценового НГК распространены песчано-глинистые отложения, накапливавшиеся в гляциально-морских условиях. Резервуары могут быть связаны с клиноформными телами, образованными за счет размыва ледниковыми потоками отложений Свальбардской плиты и архипелага Шпицберген. Резервуары сложены грубообломочными породами в толще глин и известковых илов. Резервуары могут формироваться в русловых палеоврезах. Мощность грубообломочных пластов может варьировать от 10 до 60 м . Клиноформное строение толщи обусловливает наличие литологических ловушек нефти и газа, а многочисленные эрозионные поверхности и врезы обусловливают стратиграфическое срезание накапливающихся тел. В результате по всему разрезу плиоценового комплекса формируются литолого-стратиграфические ловушки.

Стратиграфическая привязка выделенных региональных несогласий в пределах Южно-Шпицбергенского шельфа осложнена отсутствием в непосредственной близости от участка исследований морских скважин. Региональные стратиграфические и структурные корреляции выполнялись на основе морских скважин, разбуренных в бассейне Сервестнагет, вулканической провинции Вестбаккен и скважин на арх. Шпицберген. Однако плотность наблюдений и качество фактических материалов позволили составить модель тектонического строения Южно-Шпицбергенского шельфа и выполнить детальное сейсмостратиграфическое расчленение осадочного чехла, и на основе всего комплекса данных выделить перспективные на углеводороды зоны.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Лившиц Ю.Я. Палеогеновые отложения и платформенная структура Шпицбергена / Тр. НИИГА, Т. 174. -Л.: Недра, 1973.

2. Тальвани М., Эльдхольм О. Континентальные окраины в Норвежско-Гренландском бассейне / Геология континентальных окраин. Под ред. A.M. Карасика, В.Е. Хаина. Т. 2. - С. 49-65.

3. Шипилов Э.В., Тарасов Г.А. Региональная геология нефтегазоносных осадочных бассейнов Западно-Арктического шельфа России. - Апатиты: Изд-во КНЦРАН, 1998.

4. Шкарубо С.И. Геодинамические аспекты эволюции северной части Норвежско-Гренландского бассейна / В сб. научн. тр., посвященном 25-летию производственной деятельности МАГЭ: «25 лет на Арктическом шельфе России». - Мурманск-СПб., 1999. - С, 71-79.

5. Bergh S.G., Grogan P. Tertiary structure of the Sorkapp-Hornsund Region, South Spitsbergen, and implications for the offshore southern extension of the fold-thrust Belt // Norwegian Journal of Geology. - 2003. -Vol. 83. - P. 43-60.

6. Dallmann W.K., Andresen A., Bergh S.G., Maher H. & Ohta Y. 1993: Tertiary fold-and-thrust belt of Spitsbergen, Svalbard // NorskPolarinstitutt Meddelelser. - 1993. - No. 128.-Oslo.

7. Larssen G.B., Elvebakk G., Henriksen L.B., Kristensen et al. Upper Palaeozoic lithostratigraphy of the Southern part of the Norwegian Barents Sea // NGU Bulletin. - 2005. - 444.

8. Seismic atlas of western Svalbard : a selection of regional seismic transects / Editor Ola Eiken. Norsk Polarinstitut. - Oslo, 1994.

9. Ryseth A., Augustson J.H., Charnock M. et al. Cenozoic stratigraphy and evolution of the Sorvestsnaget Basin, southwestern Barents Sea // Norwegian Journal of Geology. -2003. -Vol. 83. - P. 107-130.

 

 

Ссылка на статью:

Шлыкова В.В., Казанин Г.С., Павлов С.П., Ступакова А.В., Голынчик П.О., Сафронова П.А. Сейсмостратиграфическая характеристика осадочного чехла Южно-Шпицбергенского шельфа и перспективы нефтегазоносности // Разведка и охрана недр. 2008. № 8. С. 39-44.

 



 


eXTReMe Tracker

 

Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz