Пул-апарт-бассейны - это рифты сдвигово-раздвигового типа с океанической корой, формирующиеся вдоль изгибов, где значения растяжения вдоль сдвига равны значениям смещения, начиная с формирования, ограничивающего изгиб (Burchfiel, Steward).
Тектонические комплексы - это породы со схожим составом, степенью метаморфизма и дислоцированности, образованные в результате рифтогенеза в дорифтовый, предрифтовый, рифтовый или эпирифтовый этап развития.
В четвертой главе усовершенствован принцип тектонического районирования и на его основе уточнено строение Баренцевского и Евразийского тафрогенов. Усовершенствование принципа тектонического районирования заключается в том, что на карте одновременно показаны плитотектонические структуры (палеоконтиненты, палеомикроконтиненты, орогены и швы столкновения плит, рифты, пассивные континентальные окраины), выделенные на основе палеогеодинамических реконструкций плит, а уточнение структуры осадочного чехла (депрессий, валов, моноклиналей и др.) осуществлено за счет корректировки их контуров в результате компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента. В пределах рассматриваемого региона показаны основные плитотектонические структуры (палеоконтинент - Восточно-Европейский, океаны - Северный Ледовитый, Атлантический, орогены столкновения плит и возраст их образования - Уральский, Тиманский, Новоземельский, Свальбардский, Северо-Земельский, Центрально-Таймырский, Южно-Таймырский, Пайхойский и возраст их образования, швы столкновения плит (Тиманский, Центральный, Баренцевский, Карский), палеомикроконтиненты (Свальбардский, Печорский, Карский), рифты (Нордкапский и др.), пассивные континентальные окраины (Кольско-Канинская, Шпицбергенская и др.) [2-7; 9, 11]. В осадочном чехле выделены три категории структур по крупности: а - первого порядка (рифты, надрифтовые прогибы, депрессии (Южно-Баренцевская, Южно-Карская и др.), зоны поднятий (Центрально-Баренцевская и др.), внешние и внутренние части континентальных палеоокраин, б - второго порядка (структуры внутри надрифтовых депрессий, зон поднятий, пассивных континентальных палеоокраин: 1 - инверсионные межрифтовые и внутририфтовые валы, 2 - приподнятые внутририфтовые и межрифтовые выступы, 3 - грабены и эпиграбеновые прогибы, 4 - моноклинали, ступени), в - третьего порядка (локальные антиклинали и связанные с ними месторождения УВ).
На основе анализа сейсмических разрезов, карт гравитационных и магнитных аномалий, результатов компьютерного моделирования и бурения скважин в работе приведена характеристика тафрогенов и рифтовых зон БКР. Ниже приведено их краткое описание.
Баренцевский тафроген. В пределах тафрогена развиты дорифтовый (до Є), предрифтовый (R), рифтовый (O - D2; D3 - C1; P - T2) и эпирифтовый (T3 - K) тектонические комплексы. Здесь выделено пять палеорифтовых зон: Западно-Баренцевская, Центрально-Баренцевская, Восточно-Баренцевская, Святой Анны и Северо-Карская (см. рис. 1). Описание строения упомянутых рифтовых зон приведено в работах [2, 4 - 7, 9].
Западно-Сибирский тафроген (северная часть). Тафроген, охватывает северную часть Западно-Сибирского бассейна, а по его периферии распространено обрамление тафрогена [1 - 3, 9]. В пределах тафрогена развиты дорифтовый (до Є), предрифтовый (PZ), рифтовый (PZ3 - T) и эпирифтовый (J - KZ) тектонические комплексы. В северной части Западно-Сибирского тафрогена выделяются рифтовые зоны: Приновоземельская, Ямальская, Уренгойская, Енисей-Хатангская, Худосейская (см. рис. 1), строение тектонических комплексов которых показано на сейсмических профилях [9].
Тимано-Печорский тафроген (северная часть). В пределах тафрогена развиты дорифтовый (до Є), предрифтовый (R), рифтовый (O - D2; D3 - C1) и эпирифтовый (T - KZ) тектонические комплексы. Здесь отчетливо проявились рифты, межрифтовые блоки, инверсионные валы, внутри рифтовые поднятия. Тафроген состоит из Печоро-Колвинской, Варандей-Адзъвинской рифтовых зон и Ижма-Печорского, Хорейверского, межрифтовых блоков. В пределах Печоро-Колвинского рифта обособляются внутририфтовые инверсионные поднятия [9, 11, 12].
Мезенский тафроген. Здесь выделены [9] Лешуконско-Пинежская и Сафоновская рифтовые зоны. В разрезе тафрогена развиты дорифтовый (AR - PR), рифтовый (R - V1) и эпирифтовый (V - MZ) тектонические комплексы. Рифтовый комплекс представлен терригенными породами рифея мощностью до 1,5 км [9, 12]. Узкие протяженные рифты (Онежский, Среднедвинский, Карецкий и др.) сменяются межрифтовыми блоками (Сысольским, Несским и др.). Грабены образуют узкораскрытые рифтовые зоны (Сафоновскую, Лешуконско-Пинежскую).
Евразийский тафроген. В пределах тафрогена развиты дорифтовый (до Є), рифтовый (K2 - N1) и эпирифтовый (N11 - Q) тектонические комплексы. Рифтовый комплекс здесь представлен мел-нижнемиоценовыми (на востоке), палеоген-нижнемиоценовыми (на западе) терригенными отложениями мощностью до 3 км. Они выполняют узкораскрытые грабены. Эпирифтовый комплекс образуют верхнемел-четвертичные полого залегающие породы, мощностью до 2,5 км. В пределах тафрогена выделены две рифтовые зоны: Амеразийская (на востоке) и Норвежская (на западе) [9].
Тафрогены БКР отличаются возрастом проявления рифтогенеза: от рифейского (Мезенский тафроген) до позднемелового-миоценового (Евразийский тафроген), степенью раскрытости рифтов: от узкораскрытых до широкораскрытых (пул-апарт-бассейнов и океанических рифтов), условиями осадконакопления, нефтегазонакопления, типами ловушек нефти и газа и др.
В пятой главе описаны типы ловушек и залежей УВ, распространенных в дорифтовом, предрифтовом, рифтовом и эпирифтовом комплексах. Здесь также приведены прогнозируемые ловушки УВ, намеченные в результате моделирования структурной поверхности фундамента [9, 10]. Формирование ловушек характеризуется рядом особенностей. Например, ловушки тафрогенов приурочены к линейным протяженным структурным формам, к разломам, обладают значительной амплитудой вертикальных перемещений. Термические условия отличаются повышенным тепловым потоком на активной стадии развития рифта, связанным с мантийным диапиризмом, а в дальнейшем с резким различием термобарических условий в поднятых и опущенных блоках, разность в глубине залегания между которыми может достигать первых километров. Формирование ловушек часто обусловлено системой пересекающихся продольных и поперечных разломов. Продольные разломы образуют сопряженные с прогибами линейные горстообразные поднятия, поперечные - формируют в пределах этих поднятий мозаичную структуру моноклинальных блоков. В разрезах тафрогенов БКР выделяются структурные (антиклинальные), рифовые, экранированные (стратиграфическими, тектоническими, литологическими экранами), клиноформные и другие типы ловушек и связанных с ними залежей. Структурные ловушки (антиклинали, брахиантиклинали и др.) в пределах БКР являются преобладающими. Они образованы как в режиме сжатия, так и в условиях растяжения. Рифовые ловушки и прогнозируемые локальные поднятия показаны на литолого-палеогеографических схемах [8]. Наибольшая вероятность обнаружения в них залежей связана с Кольско-Канинской пассивной окраиной, Восточно-Баренцевской рифтовой зоной и др. Срезанные разломами моноклинальные блоки - это один из типов структур, которые образуются в условиях растяжения. Моноклинальные блоки образованы поднятыми, наклоненными и в различной степени эродированными выступами фундамента (дорифтового комплекса) с залегающими на них отложениями предрифтового и частично рифтового комплексов. Такой тип ловушек характерен для доюрских образований Западно-Сибирского тафрогена.
Ловушки эпирифтового комплекса формируются в условиях равномерного опускания района на площади, значительно превышающей площадь, охваченную рифтом. Здесь породы эпирифтового комплекса часто отделены от рифтовых несогласием и характеризуются относительно спокойным, слабонарушенным залеганием пород. Такие ловушки характерны для Баренцевского, Западно-Сибирского, Тимано-Печорского тафрогенов. Ловушки клиноформ отличаются сложным линзовидным залеганием пластов поровых коллекторов, их изменчивой мощностью, сильными колебаниями значений пористости и частым переслаиванием с глинистыми и разнообразными плотными породами. Их наличие предполагается в разрезах рифтового и эпирифтового комплексов Баренцевского и Западно-Сибирского тафрогенов (по данным Н.К. Фортунатовой и др., 2010 и [6]).
В ловушках рифтовых систем БКР в качестве основных коллекторов выступают терригенные породы, реже - карбонатные, среди которых развиты, в основном, коллекторы трещинного типа, особенно в рифтовом и предрифтовом комплексах. Основными породами, выполняющими роль флюидоупоров, являются глины, алевролиты, соли, реже - карбонатные и кремнистые образования. В пределах Западно-Сибирского и Баренцевского тафрогенов покрышки представленны глинисто-алевролитовыми и глинисто-кремнистыми толщами. В Тимано-Печорском тафрогене помимо глинистых покрышек развиты флюидоупоры, представленные солями, ангидритами.
В работе осуществлено компьютерное моделирование структурной поверхности фундамента с целью уточнения контуров структур второго (валов, горстов, выступов, грабенов, моноклиналей) и выделения структур третьего порядков (локальных поднятий). Моделирование осуществлялось с использованием программного продукта Surfer по методике С.В. Ивашко (2005). Проведенный анализ позволил получить следующие результаты: 1 - уточнены контуры рифтов, валов, блоков и др., которые учтены при тектоническом районировании БКР, 2 - составлена схема прогноза локальных поднятий.
При интерпретации карт, зоны нулевых и положительных аномалий поверхности фундамента соответствовали приподнятым, а отрицательные - погруженным зонам в осадочном чехле. Различная интенсивность модуля градиента и вытянутые остаточные аномалии отождествлялись с разломами. Анализ показал, что контуры многих месторождений УВ (Русановского, Ленинградского и др.) совпадают с зонами положительных и нулевых значений остаточных аномалий.
В шестой главе рассмотрены перспективы нефтегазоносности пород тектонических комплексов тафрогенов БКР, а также палеозойских, триасовых, юрских и меловых отложений Баренцевского и Западно-Сибирского тафрогенов. Оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов тафрогенов БКР основана на анализе региональных тектонических и геохимических критериев, на результатах выделения нефтематеринских толщ, на оценке катагенеза органического вещества (ОВ), качества коллекторов и покрышек и наличия ловушек, а для составления схемы перспектив нефтегазоносности Баренцевского (рис. 2) и Западно-Сибирского [2] тафрогенов использовались более детальные построения, например схема оценки качества верхнеюрского флюидоупора и размещения объектов поисков залежей УВ, выделенных по данным сейсморазведки и прогнозируемых на основе тренд-анализа.
Наиболее древними потенциально нефтегазоматеринскими толщами могут служить нижне-среднепротерозойские толщи, богатые ОВ сапропелевого типа (арх. Северная Земля). В разрезах палеозоя, нефтепроизводящими являются терригенные породы верхнего девона - нижнего карбона, которые обладают высоким генерационным потенциалом. Пермские отложения также являются нефтематеринскими и находятся в благоприятных условиях для реализации своего генерационного потенциала в бортовых зонах Баренцевского тафрогена. Помимо отмеченных выше нефтематеринскими рассматриваются терригенно-карбонатные породы ордовика и венлокского яруса силура на арх. Северная Земля и нижнего девона на арх. Новая Земля (Клубов Б.А., 1983, Кораго Е.А., 1990).
Триасовые, юрские и меловые породы. Отдельные горизонты триаса обогащены ОВ гумусового типа. Например, на Мурманской площади значения количества общего органического углерода достигает 5-6%, а некоторые маломощные горизонты среднего триаса обладают нефтегазоматеринскими свойствами. ОВ пород характеризуется изменчивостью от смешанного с преобладанием гумусового, до сапропелевого генетического типа и может служить источником газовых и, в меньшей степени, нефтяных УВ (В.П. Гаврилов и др., 2010). Лучшими нефтепроизводящими свойствами обладают толщи карнийского яруса Северо-Баренцевской надрифтовой депрессии. Нижне- и среднеюрские отложения содержат в разрезе глины с содержанием Сорг 0,07-1,28%. Верхнеюрские разрезы БКР являются нефтегазопроизводящими с высоким содержанием Сорг (до 17%) смешанного типа. Однако в большинстве случаев эти породы являются незрелыми (Е.Б. Суворова, 2010).
На п-ове Ямал глинистые отложения нижней - средней юры, обогащенные ОВ, рассматриваются как газонефтематеринские. Волжско-раннеберриасские породы баженовской свиты здесь характеризуются высоким содержанием ОВ (до 10% и более), в составе которого преобладает сапропелевая составляющая. Терригенные породы нижнего мела небогаты Сорг, но часто содержат линзы и прослои углистых пород, за счет чего резко возрастает содержание гумусого ОВ.
В работе проанализированы типы коллекторов ордовикско-верхнедевонского, верхнедевонско-нижнепермского, верхнепермского, триасового комплексов (по данным Н.К. Фортунатовой и др., 2010) и нижне-среднеюрского (по данным А.В. Толстикова). Также проанализировано качество верхнеюрского флюидоупора [2, 6, 8 и др.], приведено размещение ловушек разного типа (антиклинальных, рифовых, клиноформных и др.). Для составления итоговой карты перспектив нефтегазоносности Баренцевского тафрогена использованы тектонические, литолого-фациальные схемы, результаты анализа оценки нефтематеринских толщ, катагенетической зрелости ОВ (по данным Е.Б. Суворовой, 2010), типов ловушек, качества флюидоупоров нефти и газа, а также новые данные по геологии и нефтегазоносности, полученные и обобщенные в последние годы [12]. Перспективы нефтегазоносности этого тафрогена показаны на рис. 2.