Для изучения территории Сибирской платформы в целом и для Якутской АССР в частности единственно разумным и научным представляется прочно зарекомендовавший себя в геологии метод актуализма. При этом следует исходить из положения, что начиная с раннего докембрия существовали обстановки и действовали геологические процессы, подобные наблюдаемым в современную эпоху. Тенденция разделения земной коры на относительно поднятые, более мощные и жесткие блоки с континентальной корой и относительно опущенные и подвижные пояса с корой океанического типа развивается с самого начала архея, т.е. уже на протяжении 4 млрд. лет [Хайн, 1977].
В связи с этим нами проведен анализ условий формирования современных осадочных бассейнов различных типов и их эволюции с позиции тектоники литосферных плит; закономерностей современного осадконакопления, включая скорости седиментации; закономерностей распределения органического вещества и геоэнергетических ресурсов по площади этих бассейнов [Горбачев, 1978, 1979]. Обобщение основных результатов, полученных в процессе этого анализа, позволило установить следующее.
1. Формирование и эволюция осадочных бассейнов континентов как внутри их областей с континентальной корой, так и в переходной зоне от континента к океану обусловлены рифтогенезом, спредингом, субдукцией
и обдукцией литосферных плит. В связи с этим все осадочные бассейны подразделяются на рифтогенные, периконтинентные и внутриконтинентные (рис. 1). Следует подчеркнуть, что формирование последних двух происходит под действием экспоненциального уменьшения скорости прогибания океанической коры.
2. Распределение скоростей седиментаций, мощностей и типов осадков в современных осадочных бассейнах находится в зависимости от тектонической эволюции литосферных плит и обусловлено циркумконтинентальной, климатической и вертикальной зональностями. Примечательно, что за одно и то же время перед континентом (периконтинентные бассейны) накапливается мощная толща осадков (до 16 км, а возможно, и больше), в то время как внутри континента (внутриконтинентные бассейны) формируются осадочные бассейны, мощность которых не превышает, как правило, 3-4 км. Из этого следует, что скорости осадконакопления в периконтинентных бассейнах в 4—5 раз выше, чем во внутриконтинентных, таких, как Московская синеклиза на Восточно-Европейском континенте, Гудзонова залива на Северо-Американском, Паранская на Южно-Американском, Мали-Иигерийская на Африканском и др.
3. Распределение органического вещества, поступающего в современные осадки Мирового океана, во внутренние и краевые моря, подчинено в главных своих чертах также циркумконтинентальной, климатической и вертикальной зональностям; при этом максимальные количества его захоро-няются в строго определенных структурно-геоморфологических зонах — на материковом склоне и подножии. При этом средний окислительный расход его резко снижается от шельфовых осадков к осадкам континен тального склона и подножия (рис. 2).
Во внутриконтинентных бассейнах господствовали слабовосстановительные и окислительные условия. Регионально низкое содержание РОВ, претерпевшего глубокое окислительное разрушение в диагенезе, обусловило значительный его расход и в связи с этим резкое снижение нефтегазоматеринского потенциала.
4. Энергетические ресурсы литосферных плит распределяются как по площади, так и по времени строго закономерно. В тектонически активных зонах от континента к океану, т.е. в областях формирования мощных периконтинентных осадочных бассейнов, повышенные величины теплового потока (2,2-3,3 мккал/см2·с) приурочены также к материковому склону и подножию.
5. Совокупность вышеуказанных факторов показывает, что континентальный склон и подножие обладают наиболее (весьма) благоприятными и всеми необходимыми условиями для нефтегазообразования в больших объемах и поэтому выделяются нами как главные структурно-геоморфологические области нефтегазообразования [Горбачев, 1978, 1979].
6. Анализ распределения мощностей, типов осадков и распределения органического вещества в рифейских и фанерозойских осадочных бассейнах, выполненный для Восточно-Европейской, Северо-Американской, Африканской и других платформ, убедительно свидетельствует о наличии принципиального сходства с тектоническими структурами, формациями и распределением органического вещества, наблюдающимися в настоящее время в современных осадочных бассейнах. Это позволяет уверенно утверждать, что в рифейских и фанерозойских осадочных бассейнах необходимо выделять главные структурно-геоморфологические области нефтегазообразования (материковый склон и подножие) и в связи с этим проводить оценку перспектив их нефтегазоносности и определять направление поисково-разведочных работ на нефть и газ.
Учитывая изложенное выше, в отложениях выявленных комплексов для выделения зон газо- и нефтенакопления проведены палинспастические реконструкции Сибирского континента — дорифейского и позднепалеозойско-мезозойского.
Верхнедокембрийский комплекс подразделяется на два этажа: рифейский и юдомский. Анализ геолого-геохимических материалов свидетельствует о том, что рифейские отложения являлись главными генерирующими толщами для всех залежей, сформировавшихся в рассматриваемом комплексе. Юдомские образования по характеру лзлеогеграфических условий седиментации представляют собой генерационно-аккумуляционный этаж. В связи с этим нами построена палинспастическая карта рифейских образований (рис. 3). Анализ этой карты показывает, что. во-первых, переход ооласти питания (суши) в зоны осадконакопления резко отличается для разных райнов Сибирской платформы. Отчетливая материковая окраина (шельф, континентальный склон и подножие) Сибирского протоконтинента наблюдается в его восточной части (Оленекское поднятие с Хараулахским выступом, Колымский, Омолонский, Охотский массивы и Учуро-Майский район). В то же время для западной и южной окраины характерна более резкая смена как фаций, так и мощностей рифейских отложений, или резкая смена платформенных структур геосинклинальными и переходными. Во-вторых, в северных и восточных разрезах рифея отсутствуют вулканические породы, в то время как в западных и южных проявился основной вулканизм.
Совокупность указанных обстоятельств свидетельствует о том, что описанные районы Сибирской платформы прошли в рассматриваемое время принципиально различную историю своего развития. Северные и восточные районы представляли собой материковые окраины Сибирского протоконтинента. Осадконакопление и формирование осадочных формаций здесь происходило по аналогии с современным осадконакоплением на материковых окраинах континентов, в разрезе которых выделяются формации шельфа, континентального склона, подножия и абиссальной равнины.
Южную часть Сибирской платформы, включающую территорию Байкало-Патомской складчатой области и заключенную между Иепско-Ботуобинской и Алданской антеклизами, необходимо рассматривать как крупный континент-океанический рифт, аналогичный Днепровско Припятскому на Восточно-Европейской платформе.
Формирование Байкало-Патомского рифта относится к рифейскому времени, когда здесь отлагались мощные терригенно-карбонатные отложения с повышенным содержанием органического вещества. Высокие скорости осадконакопления, характерные для рифтовых структур, обеспечивали быструю консервацию органического вещества, а следовательно, и высокие коэффициенты его фоссилизации.
Исследования органического вещества показали повышенное его содержание среди докембрийских и нижнепалеозойских отложений в рифейских образованиях. Так, по данным Д.И. Дробота [ 1974], содержание Сорг в ушаковской свите в пределах только Иркутского амфитеатра составляет 52—60%, а с учетом нижнемотской терригенной подсвиты — 60% от общего количества Сорг, находящегося в докембрийских и кембрийских отложениях. Поскольку ушаковская свита является всего лишь верхним членом рифейских образований и завершающей формирование Байкало-Патомского рифта, мощность ее по сравнению с нижележащими толщами, как правило, в несколько раз меньше. Поэтому суммарная величина Сорг, накопившегося в верхнедокембрийских (рифейских) отложениях, с учетом мощной (до 11-12 км) толщи этих образований в Байкало-Патомском рифте будет значительно превышать 60%, полученные Д.И. Дроботом [1974] . Предварительные расчеты масштабов генерации углеводородов породами осадочного чехла Байкало-Патомского рифта показывают [Горбачев и др., 1976], что потенциальные ресурсы этого рифта до проявления каледонской складчатости составляли не менее 7-8 трлн.м3 (в пересчете на газ).
Во ВНИГРИ [Рогозина и др., 1978] на основе распределения Сорг в породах и катагенной преобразованности ОВ произведена оценка количества углеводородного газа, генерированного РОВ класса оксисорбосапропелитов Иркутсткого амфитеатра без учета осадочного чехла Байкало-Патомского рифта. По этим данным, средняя удельная генерация УВ отложениями различных литолого-стратиграфических комплексов 0,3—0,83 млрд.м3/км3 причем максимальная величина приходится на рифейские отложения (ушаковская свита). Средняя величина удельной генерации не превышает 0,45 млрд.м3/км3.
Учитывая, что средний насыщающий газовый фактор пластовой системы докембрийских и нижнепалеозойских отложений Сибирской платформы для термодинамических условий на разных глубинах их погружения до 3,0-3,5 км составляет 0,84 млрд.м3/км3, следует заключить, что генерировавшийся этими отложениями газ должен был полностью раствориться в воде. Лишь в рифейских отложениях, где величина удельной газогенерации близка к величине насыщающего газового фактора, а в отдельных районах (Приленский) превышает последнюю и составляет, поданным Б.А. Рогозиной с соавторами [ 1978], 1,05—1,25 млрд.м3/км3, возможно формирование залежей за счет избыточного газа, выделявшегося из раствора. Отсюда расчетным путем получаем, что общие прогнозные ресурсы газа в подсолевом терригенном комплексе за пределами Байкало-Патомского рифта составляют 3,4-6,5 трлн.м3. Эта величина, по-видимому, отражает суммарные прогнозные ресурсы свободного газа для докембрийских отложений юга Сибирской платформы.
Таким образом, наиболее благоприятными условиями для формирования газовых залежей обладали районы, характеризующиеся повышенными величинами удельной газогенерации. Для данной стадии изученности Сибирской платформы таким районом является территории Якутской АССР, расположенная между Непско-Ботуобинской антеклизой и Байкало-Патомской складчатой областью (северная ветвь Ленского прогиба) . Для этой области характерно резкое увеличение мощностей терригенных отложений юдомского комплекса с преобладанием в разрезе песчаников. Кроме этого, в разрезе осадочного чехла зоны появляются более древние горизонты докембрия.
На высокие перспективы рассматриваемой зоны указывают материалы о положении ее в общей структуре Байкало-Патомского рифта. По данным геофизических исследований, выполненных по профилю пос. Преображенка (скв. 136) — пос. Витим, по поверхности фундамента наблюдается погружение его с запада на восток, т.е. в сторону Байкало-Патомской складчатой области (палеорифта) от -1200 м до -4500 м. При этом на отрезке пос. Преображенка — р. Пеледуй рассматриваемая поверхность залегает практически горизонтально. Восточнее р. Пеледуй эта поверхность испытывает относительно резкое ступенчатое погружение, сопровождающееся дроблением фундамента. Судя по отражающим границам, в осадочном чехле появляются более древние рифейские отложения, возможно вплоть до нижнего рифея.
Сопоставление резреза рассмотренного участка юга Сибирской платформы с разрезами структур Восточно-Европейской платформы, и в первую очередь Днепровско-Поилятского рифта, показывает, что в современном структурном плане приленскую зону увеличенных мощностей юдомских и рифейских отложений необходимо рассматривать как сохранившийся фраг мент (северо-западный фланг) рифтовой структуры. В связи с этим по перспективам газоносности рассматриваемая зона вполне сопоставима с северной прибортовой зоной Днепровско-Припятской рифтовой структуры, где открыто Шебелинское газоконденсатное месторождение, а Пеледуйское поднятие, осложняющее эту зону, как и Шебелинское поднятие, представляет собой газонефтесборную площадь.
Формирование крупной газовой залежи на Пеледуйском поднятии обеспечивалось за счет генерации газа в многокилометровой толще рифейских отложений Байкало-Патомского рифта и его вертикальной миграции по терригенным некомпетентным породам, а также в результате выделения в свободную фазу из пластовой системы сингенетичных вмещающих пород.
Высокие перспективы Пеледуйской структуры подтверждаются еще и тем, что в современном структурном плане отражающий горизонт М2 (мотская свита) испытывает подъем от пос. Преображенка в сторону Байкало-Патомской складчатой области. Данный структурный план был сформирован в неоген-четвертичное время [Горбачев, 1968], когда на юге Восточной Сибири образовалось крупное Байкальское сводовое поднятие, обеспечившее "тектонический перенос". Последнее указывает ка то, что существовавшие ранее литологические залежи нефти и газа на северо-западном фланге Байкало-Патомского рифта или на юго-восточном крыле Непско-Ботуобинской антеклизы в это время были расформированы, а углеводороды, заполнявшие эти литологические ловушки, могли аккумулироваться в пределах такой крупной структуры (200х60 км), как Пеледуйское поднятие.
В современном структурном плане Пеледуйское поднятие, по данным геологической съемки, гравиразведки, магнитометрии и дешифрирования космофотоматериаяов, представляет собой крупное валообразное поднятие северо-восточного простирания. В строении поднятия принимают участие отложения нижнего кембрия и верхнего докембрия. Важным обстоятельством является наличие в разрезе нижнего кембрия ангидрито-соленосных отложений, являющихся, как известно, надежными газоупорами. О наличии последних свидетельствуют многочисленные соленосные источники в присводовой части подножия.
Отсутствие надежных геологотеофизических материалов не позволяет в настоящее время точно оконтурить Пеледуйское поднятие. Дешифрирование космофотоснимков в комплексе с изучением геоморфологии района, выполненное в лаборатории газовых ресурсов Восточной Сибири ВНИИгаза в 1978 г позволяет сделать вывод о том, что поднятие протягивается на северо восток от профиля пос. Преображенка — пос. Витим вплоть до устья р. Хамра. Оконтурить юго-западную переклиналь поднятия в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия качественных космофотоснимков и геофизических исследований. В связи с этим строение Пеледуйского поднятия может быть представлено в двух вариантах. По первому варианту выполненный геофизический профиль пос. Преображенка - пос. Витим пересек Пеледуйское поднятие примерно в присводовой части и структура будет продолжаться на юго-запад почти на такое же расстояние, что и от пос. Витим на северо-восток. По второму варианту сейсмический профиль пересек структуру в ее юго-западной периклинальной части, тогда свод поднятия находится примерно в 25—30 км северо-восточнее линии профиля.
Анализ геологического развития рассматриваемой территории показывает, что к концу нижнего ордовика (время завершения формирования рифта) отложения джербинской свиты и нижележащих отложений рифея были погружены на глубину более 2,5 км, в связи с чем рассеянное органическое вещество этих осадков реализовало все свои нефтегазогенерирующие возможности.
Предварительные данные о строении осадочных пород исследуемой территории показывают, что Пеледуйское поднятие было сформировано в конце нижнего ордовика (суринское время) в результате формирования Байкало-Патомской складчатой области. На последующих этапах развития юга Сибирской платформы строение Пеледуйского поднятия усложнялось, но в целом носило поступный, т.е. конседиментационный характер.
Таким образом, Пеледуйское поднятие представляет наиболее перспективный район на юге Якутской АССР и, следовательно, должен рассматриваться как первоочередной объект поисково разведочных работ по расширению сырьевой базы газовой промышленности.
Следует подчеркнуть, что при благоприятных структурных условиях и по аналогии с Шебелинским газоконденсатным месторождением залежь Пеледуйского поднятия должна быть массивной, тогда общие запасы углеводородов ее должны быть значительно больше указанных выше. Кроме этого, следует иметь в виду, что не исключена возможность наличии нефтяной оторочки и вообще вскрытия нефтегазовой залежи.
Открытие крупного газового месторождения на юге Якутской АССР позволит расширить и укрепить сырьевую базу газовой промышленности и решить проблему транспорта газа на Дальний Восток и за его пределы. Общие затраты на рекомендуемый объем геолого-геофизических работ будут незначительными, а открытие крупного газового месторождения в районе БАМа и использование его газа в народном хозяйстве даст значительный экономический эффект.
Обширная территория Анабарской антеклизы рассматривается как регион нефтегазонакопления и малоперспективный для поисков газовых месторождений. Малые перспективы газоносности региона обусловлены наличием небольшого по мощности осадочного чехла, отсутствием структур большой емкости и надежных газоупоров. Осадочный чехол этих регионов сложен в основном карбонатными породами, которые разбиты многочисленными трещинами и разрывными нарушениями и, следовательно, не могут быть в региональном плане газоупорами. На разрушение залежей в пределах антеклизы указывают многочисленные поверхностные признаки нефтеносности (жилы асфальта, примазки и скопления нефти).
Рассматривая данный регион как область нефтенакопления, следует указать, что отдельные участки его по потенциальным запасам будут различаться между собой. Наиболее перспективны материковые окраины рифейско-юдомского палеобассейна. Как было показано выше, такие окраины на востоке Сибирской платформы устанавливаются на ее севере (Лено-Оленекский) и юго-востоке (Учуро-Майский). Так, перспективы Лено-Оленекской зоны нефтенакопления подтверждаются сопоставлением истории формирования ее осадочного бассейна с Западно-Канадским на Северо-Американской платформе. Как в первом, так и во втором бассейне, начиная с рифея и до позднего палеозоя, формировались периконтинентальные (материковых окраин) осадочные бассейны, в пределах которых устанавливаются континентальный склон и подножие как главные области газонефтеобразования. Это подтверждается выявленными запасами нефти и газа в пределах западной материковой окраины Северо-Американской дорифейской платформы. Кроме того, известно месторождение битуминозных песков Атабаска.
В поле развития верхнепалеозойско-мезозойского комплекса к перспективным землям отнесена территория, обрамляющая наиболее погруженную часть Линденской впадины, склоны Хапчагайского поднятия и северную ветвь Предверхоянского прогиба. Однако при определении первоочередных направлений поисково-разведочных работ необходимо рассматривать указанную зону дифференцированно. Перспективной и заслуживающей скорейшего изучения является линденская часть Предверхоянского прогиба. Это объясняется тем, что в современном структурном плане этот район представляет собой не прогиб, а валообразное поднятие, сформированное в два этапа. На первом этапе (от ранней перми до поздней юры включительно) он являлся внешней зоной шельфа Индигиро-Вилюйского палеобассейна с падением пород на участке Лена-Индигирка на востоке.
На втором этапе (мел) во время формирования Верхоянской складчатой области в результате накопления в шельфовой зоне в бассейне р. Ливды мощной толщи меловых континентальных осадков образовался изгиб пород палеозойско-юрских отложений на запад.
Этот вал может быть выделен как зона газонаколления, аналогичная Хапчагайскому поднятию на северо-западном борту Вилюйской синеклизы.
Литература
- Горбачев В.Ф. Палеотектонические критерии оценки перспектив на нефть и газ закрытых территорий (на примере юга Сибирской платформы) . — в кн.. Геологическое строение и нефтегазоносность восточной части Сибирской платформы и сопредельных территорий. М,: Недра, 1968.
- Горбачев В.Ф. Новая глобальная тектоника и проблема газонефтеносности недр. — В кн.: Проблемы прогноза газоносности. М.: Недра. 1978.
- Горбачев В.Ф. Новые данные изучения дна Мирового океана и их значение для проблемы газонефтеносности недр. — Геол. и разе газ. и газоконденсат, месторожд., 1979, №1.
- Горбачев В.Ф., Богословская Г.И., Крылова В.П. Перспективы газоносности Лено Ботуобинского междуречья Сибирской платформы. — Геол. и разе. газ. и газоконденсат. месторожд., 1976, № 7.
- Дробот Д.И. Органическая геохимия докембрийских и кембрийских осадочных толщ юга Сибирской платформы в связи с оценкой перспектив нефтегазоноснос-ти. — В кн.: Геология и полезные ископаемые юга Восточной Сибири. Тез. докл. Иркутск, 1974.
- Рогозина Е.А., Беляева Л.С., Шуменкова Ю.М. Оценка газогенерирующей способности рассеянного органического вещества докембрийских и нижнекембрийских отложений Иркутского амфитеатра в процессе литогенеза осадков. - В кн.: Рассеянное органическое вещество на разных этапах литогенеза осадков и процессы нефтегазообразования. Л., 1978.
- Хайн В.Е. Особенности тектонического развития земной коры в раннем докембрии действительные и мнимые. — В кн.: Проблемы геологии раннего докембрия. Л,: Наука, 1977.