Изучение Восточно-Сибирского моря сейсмическими методами происходило не одно десятилетие, тем не менее, район исследований характеризуется очень слабой изученностью. Существующие представления о его геологическом строении основаны на данных нескольких профилей МОВ ОГТ (ДМНГ, 2009-2011 гг.; МАГЭ, 1990, 2014 г. [4, 6]).
Стратификация поверхностей несогласий выполнена на основе реконструкции истории развития региона с учетом эвстатических колебаний уровня моря, перерывов в осадконакоплении, установленных в обнажениях и данных бурения в береговом обрамлении на островах Новосибирского архипелага, а также в разрезах скважин ACEX-302, пробуренных в приполюсной части хребта Ломоносова [1, 5-7].
Осадочный чехол восточного борта поднятия Де-Лонга характеризуется следующими отражающими горизонтами и поверхностями несогласий (рис. 1): ОГ A ‒ поверхность акустического фундамента, разновозрастное диахронное несогласие PZ-MZ возраста; ОГ ESS11 ‒ апт-альбское несогласие, отражает процессы растяжения и деструкции континентальной коры, континентального рифтогенеза и апт-альбского платобазальтового вулканизма; ОГ ESS1 ‒ посткампанское несогласие, обусловлено повсеместным выравниванием рельефа и корообразованием, связывается с остановкой гранитоидного плутонизма в Верхоянско-Чукотской складчатой системе в позднем мелу вслед за периодом нивелирования и образования обширных поверхностей планаций, а также выветривания горизонтов; ОГ ESS2 ‒ нижнеолигоценовое несогласие, определёно по документации эрозионного события в начале олигоцена в некоторых районах на Новосибирских островах и крупному глобальному падению уровня моря рядом с границей рупельского/хаттского ярусов, период сжатия и/или трансгрессии; ОГ ESS3 ‒ региональное предмиоценовое несогласие, отвечающее крупнейшему миоценовому эрозионному перерыву, соответствует этапу тектонической стабилизации, приведшей к формированию кор химического выветривания, выравниванию рельефа и пенепленизации; ОГ ESS5 ‒ мессинское несогласие – регрессия, вызвавшая интенсивное поднятие суши и осушение шельфов [2, 5, 6].
РИС. 1. Разрез осадочного чехла по профилю ESS1611.
Результаты. Поднятие Де-Лонга представляет собой обширный континентальный блок с кристаллическим фундаментом архейско-протерозойской консолидации [3], который по морфологическим и геологическим признакам является неотъемлемой частью комплекса центрально-арктических подводных возвышенностей (включающий в себя хребет Ломоносова, поднятие Менделеева и разделяющую их котловину Подводников). В сводовой части поднятия Де-Лонга отложения дислоцированного складчатого основания практически выходят на поверхность. Это подтверждается интенсивными положительными аномалиями магнитного поля, которые, скорее всего, связаны с внедрением большого количества магматических тел, находящихся на небольшой глубине.
Поверхность акустического основания погружается от поднятия Де-Лонга по системе блоков в северо-восточном направлении в глубоководную часть (котловина Подводников), и на юго-восток ‒ в грабен Вилькицкого. Строение юго-восточного склона поднятия определяет Восточно-Сибирская рифтовая система, имеющая ярко выраженную грабен-горстовую структуру. Таким образом строение фундамента создает крайне благоприятную структурную обстановку для формирования локальных антиклинальных поднятий, выделение которых оказалось возможным даже по такой редкой и нерегулярной сети профилей. Закартировано 20 локальных антиклинальных поднятий (рис. 2). Наиболее крупными из них, в волновом поле которых зарегистрированы косвенные признаки УВ, даны имена, а именно: – вал Романовых размерами 130*30 км (осложненный поднятиями Александровским, Николаевским и Алексеевским), поднятие Витте, Цветаевой, Ахматовой. В сводовой части Демидовской седловины, фиксируется крупная аномалия «яркое пятно», что является косвенным признаком продуктивности седловины. Протяженность аномалии составляет 39.5 км (рис. 3).
РИС. 2. Схема выявленных зон и объектов потенциального углеводороданакопления. Тектонические элементы: I - котловина Подводников, II - Ломоносовско-Менделеевская флексурно-разломная зона, III - поднятие Де-Лонга, IV - Демидовская седловина, V - Восточно-Сибирская рифтовая система. Локальные антиклинальные поднятия: 1 - поднятие Ахматовой, 2 - поднятие Цветаевой; 3 - вал Романовых: 3-1 - поднятие Александровское, 3-2 - поднятие Николаевское, 3-3 - поднятие Алексеевское; 4 - поднятие Витте.
РИС. 3. Композитный разрез через локальные антиклинальные поднятия.
По отношению к перекрывающим отложениям осадочного чехла поверхность акустического фундамента является резким угловым несогласием типа эрозионного среза. Характер волнового сейсмического поля верхней части фундамента не исключает его нефтегазоносность, например, в области Демидовской седловины.
Мощность осадочного чехла на большей части исследованной территории превышает 2 км, достигая в области котловины Подводников и грабена Вилькицкого 11,5 км. В целом, осадочный чехол восточного склона поднятия Де-Лонга формируют мощные толщи верхнемелового и кайнозойского комплексов, которые в области перехода от мелководного к глубоководному шельфу накапливались в режиме некомпенсированного осадконакопления. Подобные фациальные обстановки являются весьма благоприятными для формирования неструктурных ловушек литологического типа. Помимо этого, значительные перспективы нефтегазоносности, по-видимому, связаны с зонами выклинивания меловых и кайнозойских сейсмогеологических комплексов, с которыми можно связывать образование ловушек стратиграфического типа.
Анализ геологических аналогий бассейнов Бофорта-Маккензи и Восточно-Сибирского моря позволил дать оценку прогнозных ресурсов по категории D2 по верхнемеловому ПНГК (К2) и трем кайнозойским ПНГК: палеоцен-эоценовый (Р1-2), олигоцен-раннемиоценовому (Р3-N11) и средне-позднемиоценовому (N12 - N13) (рис. 4).
РИС. 4. Сопоставление палеопланов верхнемеловых и кайнозойских осадочных комплексов.
Верхнемеловой ПНГК (ОГ А-ESS1) сформирован в пределах палеосклона шельфа (рис. 4, а). В современном структурном плане наблюдается выклинивание комплекса в направлении поднятия Де-Лонга. Мощность верхнемеловой толщи в депрессиях достигает 3200 и более м. Нижняя часть толщи компенсирует отрицательные элементы подстилающего рельефа, верхняя образует два крупных подводных конуса выноса терригенного материала юго-восточного направления. Верхний сгружает осадочный материал в район Демидовской седловины, нижний в депрессионную область грабена Вилькицкого. В нижней части ПНГК, скорее всего, залегают грубообломочные породы заполнения складчатой системы. Как правило, такие породы содержат в своем составе большое количество растительных остатков, часто углефицированных и могут генерировать газ. Выше, предположительно, залегают песчаники, скорее всего, мелкозернистые, алевролиты с подчиненными прослоями глин в проксимальной части конусов и преобладающим содержанием последних в дистальной. Этот набор пород обычно характерен для подводных конусов выноса и содержит, как правило, не менее пяти-десяти пластов-коллекторов, формирующих многопластовые залежи УВ. Кроме того, дистальная часть конусов выноса может служить флюидоупором для нижележащих отложений. В структуре ПНГК выявлен вал Романовых, крупные локальные объекты и ряд мелких (см. рис. 2). Локальные объекты могут содержать структурные ловушки УВ и комбинированные структурно-стратиграфические ловушки, сформированные за счет возможного размыва последующей палеоценовой трансгрессией какой-то части локального объекта. На площади преобладают брахиантиклинальные структуры, осложненные тектоническими нарушениями. Преобладающий тип ловушек – структурные, тектонически экранированные. В зоне выклинивания возможно формирование неструктурных стратиграфических и литологических ловушек углеводородов.
Палеоцен-эоценовый ПНГК (ОГ ESS1– ОГ ESS2) (рис. 4, б). По мощности уступает выше описанному комплексу. В современном структурном плане наблюдается уменьшение мощности комплекса в северо-западном направлении от 2100-2400 м в депоцентре грабена Вилькицкого до полного выклинивания в своде поднятия Де-Лонга. Нижняя часть толщи компенсирует отрицательные элементы подстилающего рельефа, достигая в депрессиях 1500 м. Направление основного выноса терригенного материала в юго-восточном направлении, в район Демидовской седловины и грабена Вилькицкого, сохраняется. Комплекс сформирован на трансгрессивно - регрессивной стадии седиментации в зоне палеошельфа и, исходя из его сейсмической записи, подразделяется на две части: нижнюю трансгрессивную (палеоценовую), в которой предполагается преобладание глинистых пород, и верхнюю (эоценовую) сформированную на регрессивно-трансгрессивной стадии седиментации и, предположительно, сложенную пластами песчаников и представляет собой перспективную коллекторскую пачку.
Эоценовая толща ПНГК является одним из наиболее перспективных на предмет обнаружения в нем залежей УВ, поскольку имеет в своем составе как коллекторские толщи, так и региональные флюидоупоры. С другой стороны, предполагаемая возрастная характеристика комплекса (эоцен) свидетельствует о том, что он (его глинистая часть) мог бы рассматриваться и как генерирующая нефть-газ-конденсат материнская толща в том случае, если она прошла стадию МК2 – МК3 преобразования ОВ. Следует отметить, что эоценовое время практически в планетарном масштабе характеризуется пиком накопления ОВ сапропелевого типа в глинистых толщах, обеспечивающего генерацию преимущественно нефтяной составляющей УВ. Но нельзя исключать накопления и какой-то части гумусовой органики.
Олигоцен-раннемиоценовый ПНГК (ОГ ESS2 – ОГ ESS3) (рис. 4, в). Исходя из сейсмической записи, комплекс имеет ограниченное распространение на площади. В современном структурном плане наблюдается полное выклинивание комплекса в направлении поднятия Де-Лонга и котловины Подводников. Направление основного выноса терригенного материала в юго-восточном направлении в сторону грабена Вилькицкого, сохраняется. Мощность олигоцен-раннемиоценовой толщи в его депоцентре достигает 2400 и более м.
В олигоцен-нижнемиоценовой толще грабена Вилькицкого развиты мощные дельтовые комплексы, а в центральной части района исследований определены области развития подводных конусов выноса терригенного материала, которые также представляют значительный интерес, являясь зонами развития неструктурных ловушек литологического типа.
Нижняя часть комплекса в зоне палеошельфа сформирована в трансгрессивной стадии седиментации, в ней предполагается преобладание глинистых пород. Она может служить региональным флюидоупором для подстилающих ее эоценовых песчаных толщ. Судя по сейсмической записи, верхняя часть комплекса сложена переслаивающимися терригенными породами различной зернистости: мелкозернистыми песчаниками, алевролитами и глинами. В зоне современного шельфа пласты песчаников более-менее выдержаны по простиранию, а в склоновой части наблюдается довольно резкое увеличение глинистой составляющей. Региональный флюидоупор отсутствует, преимущество, вероятно, будет принадлежать флюидоупорам локального и зонального типа. Характер сейсмической записи позволяет предполагать преобладание в составе комплекса глинистых толщ с подчиненными пластами песчаников и алевролитов. Последние могут представлять собой коллекторские толщи. Но, все же, большая роль здесь принадлежит глинистым отложениям, которые могут рассматриваться как внутренние флюидоупоры для коллекторов самого ПНГК и как внешние - для подстилающего ПНГК. Перспективы комплекса предполагаются не очень высокими в связи с невыдержанностью по площади литологического состава пород-коллекторов.
Средне-позднемиоценовый ПНГК (ОГ ESS3 – ОГ ESS5) (рис. 4, г). Условия формирования комплекса, судя по характеру изменения мощностей, демонстрирует смену условий осадконакопления и направления основного выноса терригенного материала с юго-восточного на северо-восточное направление. В современном структурном плане полного выклинивания комплекса практически не наблюдается.
На поднятии Де-Лонга осадки ближе к склоновым и подножия склона, что позволяет предполагать преобладание в составе комплекса глинистых клиноформных толщ с подчиненными пластами песчаников и алевролитов. Возможно выклинивание отдельных пластов-коллекторов в направлении поднятия Де-Лонга. В зонах выклинивания возможно формирование неструктурных стратиграфических и литологических ловушек углеводородов.
В пределах ПНГК структурные ловушки закартированные по подошве ПНГК на уровне кровли не проявляются. Однако в палеоплане кровли ПНГК особенности строения горсто-грабеновой Восточно-Сибирской рифтовой системы и северо-восточной ступени поднятия Де-Лонга сохраняются. Четко проявилась в палеоплане структура Демидовской седловины, отделяющая бортовые террасы грабена Вилькицкого и котловины Подводников. Площадь самой котловины увеличилась в юго-западном направлении.
Повсеместно в волновом поле осадочного чехла восточного борта поднятия Де-Лонга фиксируются аномалии сейсмической записи типа «яркое пятно», приуроченные к сводам локальных поднятий и разрывным нарушениям. Так например «яркие пятна», приуроченные в области контакта грабена Вилькицкого с Восточно-Сибирской рифтовой системой к разломным зонам, позволяют предполагать наличие неструктурных, тектонически экранированных ловушек, перспективных на поиски УВ.
Выводы. Современный структурный план осадочного чехла и фундамента восточного склона поднятия Де-Лонга сформировался в результате растяжения и медленного погружения сопредельных областей котловины Подводников и грабена Вилькицкого в ходе их формирования.
Основные черты строения осадочного чехла, а именно, его мощность, структурные и фациальные особенности, зона выклинивания отдельных комплексов и наоборот их нарастание в пределах проградирующего шельфа, делают его достаточно перспективным в нефтегазоностном отношении.
Объекты возможного накопления углеводородов закономерно располагаются на разломно-флексурных блоках и террасированных склонах, приурочены к разрывным нарушениям и флексурным перегибам.
К наиболее перспективным в нефтегазоносном отношении тектоническим элементам следует отнести Восточно-Сибирскую рифтовую систему, вал Романовых и Демидовскую седловину, в пределах которых широкое развитие имеют ловушки УВ как структурного, так и не структурного типов, которые в тектоническом отношении являются самыми подвижными, что резко увеличивает перспективы развития в этих толщах большого количества тектонически экранированных структурных и неструктурных стратиграфических ловушек УВ. В прибортовых частях глубоких депоцентров можно предполагать, что доля нефти будет повышенной (за счет вытеснения ее на борта депоцентров, формирующимися в главной зоне газообразования).
Прогнозные геологические ресурсы нефти и газа континентальной окраины Восточно-Сибирского моря по категории D2 составили 0,45 млрд. т. у.т. Соотношение прогнозных ресурсов газ:нефть (в процентах) для района работ принято - 64:36%. Оценка ресурсов по кат. D2лок составила 128 млн. т. у.т.
Литература
1. Иванов В.Л., Каминский В.Д., Поселов В.А., Супруненко О.И., Смирнов О.Е. [2016] Предпосылки нефтегазоносности «расширенного» юридического шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане. Арктика: экология и экономика, 2, 14-23.
2.Казанин Г.С., Барабанова Ю.Б., Кириллова-Покровская Т.А., Черников С.Ф., Павлов С.П., Иванов Г.И. [2017] Континентальная окраина Восточно-Сибирского моря: геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Разведка и охрана недр, 10, 51-55.
3. Казанин Г.С., Барабанова Ю.Б., Кириллова-Покровская Т.А., Черников С.Ф., Павлов С.П., Иванов Г.И. [2018] Тектоника и нефтегазоносность Восточно-Сибирского моря Нефть. Газ. Новации, 2 (207), 38-44.
4. Казанин Г.С., Поселов В.А., Заяц И.В., Иванов Г.И., Макаров Е.С., Васильев А.С., Смирнов О.Е. [2017] Комплексные геофизические исследования в районе центральной глубоководной части Северного Ледовитого океана Разведка и охрана недр, 10, 25-30.
5. Петровская Н.А., Савишкина М.А. [2014] Сопоставление сейсмокомплексов и основных несогласий в осадочном чехле шельфа Восточной Арктики Нефтегазовая геология. Теория и практика, Т.9, 3 - http://www.ngtp.ru/rub/4/39_2014.pdf.
6. Поселов В.А., Буценко В.В., Жолондз С.М., Жолондз А.В., Киреев А.А. [2017] Сейсмостратиграфия осадочного бассейна котловины Подводников и Северо-Чукотского прогиба. Доклады Академии Наук, Т.474, 5, 1-5.
7. Kazanin G.S., Ivanov G.I., Verba M.L., Kirillova - Pokrovskaya T.A. [2016] The Tectonic Map of the East Siberian Sea: the Undisturbed Paleozoic Cover (According to the Data Acquired by MAGE) Abstract 35th International Geological Congress, Cape Town, South Africa. - http://www.americangeosciences.org/information/igc
Keywords: sedimentary cover, oil and gas content, East Siberian sea
