Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Реконструкция структуры надвиговых поясов и локальная оценка их нефтегазоносности на примере Индигиро-Зырянского, Предверхоянского прогибов и Нюйско-Джербинской впадины

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Реконструкция структуры надвиговых поясов и локальная оценка их нефтегазоносности на примере Индигиро-Зырянского, Предверхоянского прогибов и Нюйско-Джербинской впадины"

На правах рукописи

Гайдук Виктор Владимирович

РЕКОНСТРУКЦИЯ СТРУКТУРЫ НАДВНГОВЫХ поясов Н ЛОКАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ПНДИГИРО-ЗЫРЯНСКОГО,

предверхояпского прогибов и

ШОЙСКО-ДЖЕРБИНСКОЙ ВПАДИНЫ

04.00.17-геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Новосибирск, 1995 г.

Работа выполнена в Якутском институте геологических наук СО РАН (ЯИГН СО РАН)

доктор геолого-минералогических наук , профессор М.М.Мандельбаум; доктор геолого-минералогических наук .профессор В.А.Соловьев; доктор геолого-минералогических наук, профессор В.С.Старосельцев

Московский государственный университет (МГУ), кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых

Защита состоится 6 июня 1995 г. в 10-00 часов на заседании Диссертационного совета Д.002.50.04 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН в конферепц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, 90 , Университетский пр., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН

Автореферат разослан " " 1995 г.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук

/¿ЖМ*___

В.И.Москвин

ВВЕДЕНИЕ. \

• Актуальность. С надвиговыми поясами, приуроченньми к сочленению краевых прогибов со складчатыми системами,связано одно из перспективных направлений нефтегазопоисковых работ в России (Соколов. Хаин,1982 и др.). Примерно треть их протяженности, что составляет около 2,5 тыс.км, приходится на территорию Якутии. Здесь выделяются три разновозрастных пояса: Предпатомский, Предверхоянский и Ин-дигиро-Зырянский. Эти пояса являются одними из наименее изученных.-Проводившиеся до сих пор в Якутии нефтегазопоисковые работы в основном были ориентированы на платформенные структуры. Но к настоящему времени наиболее крупные и перспективные из них исследовайы ив . будущем непременно появится необходимость выбора новых направлений. Поэтому выяснение основных закономерностей строения рассматриваемых надвиговых поясов имеет важное научное и практическое значение.

Надвиговые пояса характеризуются сложным тектоническим строением. Традиционный комплекс буровых и геофизических работ, направленный на региональное изучение структуры и выявление- перспективных ловушек, требует больших затрат средств и времени. В этой связи разработка экспрессных методов локального прогноза, основанного • на изучении отложений, вскрывающихся на поверхности, представляется актуальной научной проблемой, имеющей важное практическое значение. Такой прогноз позволяет целенаправленно ориентировать дальнейшие сейсморазведочные и буровые работы.

Целью исследований является разработка методов реконструкции тектонической структуры и выяснение основных закономерностей строения Индигиро-Зырянского, Нюйско-Джербинского и Предверхоянского надвиговых поясов в связи с оценкой перспектив нефтегазоносности. Для достижения этой цели потребовалось:

- обобщить современные представления о строении надвиговых систем и их нефтегазоносности;

- разработать способы расчета основных характеристик надвиговых систем и глубин залегания локальных структур по данным геоло- . гического строения и физических свойств пород на поверхности;

- изучить особенности изменения катагенеза органического вещества и емкостных свойств коллекторов в надвиговых структурах.

Фактический материал собран при проведении полевых исследований в Индигиро-Зырянском и Предверхоянском прогибах и Нюйско-Джер-бинской впадине. Помимо структурных наблюдений, изучалась отражательная способность витринита (950 определений Г.А.Серой. И.Ш.Сюн-дюкова и В.И.Фролова), пористость песчаников и карбонатов (около 2

■тыс-, замеров, из каждого пятого образца изготавливались шлифы), минеральный состав глин (около 40 определений Г.В.Ивенсен и А. И. Сергеенко)химико-битуминологическая характеристика керогена (170 образцов проанализировано в лаб. геохимии нефти и газа ЯИГН).

В работе использовались также литературные данные и данные, гприводимые в отчетах по результатам'бурения и в Информационной_ . системе "Геологическое строение осадочного чехла Республики Саха (Якутия) по "материалам глубокого цоисково-разведочного и эксплуатационного бурения", созданной под руководством А.А.Граусмана. Для ^структурных построений привлекались материалы из фондовых отчетов 1Ю"Якутскг^офивика" и ПГО"Якутскгеология".

Научная новизна^

- предложен метод расчета глубины до автохтона, глубины заложения /детачмент^ и кровельных надвигов дуплексов, тектонического уко-

. рочения и утолщения, глубины до- подошвы и кровли рамповых антикли-> налей,конседиментационной амплитуды структур и их возраста,а также-ряда других характеристик надвигового пояса по отражательной способности витринита, отобранного .в определенных структурных позициях;

- рассчитаны термодинамические характеристики витринита различной преобразованное1!^ и энергетические эффекты его катагенеза;

- оценено влияние стресса на пористость песчаников в локальных структурах;

- установлено дуплексное строение надвиговых поясов Якутии;

- выявлены локальные структуры', сложенные оптимально в нефтегазоносном отношении преобразованными отложениями (стадии ПК3-МК2)-;

- установлен новый надвиговый пояс (Индигиро-Зырянский) и обоснован его позднекайнозойский возраст.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались на конференциях "Тектоника и нефтегазоносность поднадвиговых зон" (Фрунзе. 1988), "Строение и геодинамика земной коры и верхней мантии" (Москва, 1990), "Надвиги и шарьяжи платформенных и складчатых областей Сибири и Дальнего Востока" (Иркутск. 1992), "Thermodynamics In Geology" (Новосибирск. 1992). Автором опубликовано 32 печатные работы, из них 17 по теме диссертации-.

Практическая значимость." Разработанный метод позволяет , реконструировать геометрию надвиговых систем и выявлять структурные • ловушки, ^сложенные допустимо преобразованными отложениями, без - привлечения буровых и сейсмор'азведочных данных. Материалы и выводы использовались при составлении "Комплексной программы геолого-разведочных работ на нефть и газ в Индигиро-Зырянском прогибе" (1990).

-г -

Защищаемые положения:

1. Основные характеристики надвигового пояса (глубина до автохтона и кровельных надвигов дуплексов, тектоническое утолщение и укорочение, конседиментационная амплитуда структур и др.) рассчи- . тываются по уравнению '

Н = + Нс + Нг,

где й - градиент изменения отражательной способности витринита с глубиной; И - отражательная способность витринита, отобранного в определенных структурных позициях; Нт1п - отражательная способность витринита на поверхности в недеформированной части краевого прогиба перед фронтом надвиговой системы; Нс - конседиментационная амплитуда надвиговых деформаций в точке отбора витринита со значением 1?; Нг - топографическая разница высот в точках отбора витринита со значениями И и Нтщ.

2. Надвиговые пояса Индигиро-Зырянского прогиба, Нюйско-Джер-бинской впадины и центральных сегментов Предверхоянского прогиба характеризуются дуплексным строением.

3. Наиболее крупные структурные ловушки, сложенные допустимо преобразованными отложениями, содержащими коллектора, в Индиги-ро-Зырянском надвиговом поясе связаны с фронтальными дуплексами, в Предверхоянском надвиговом поясе - с конседиментационными рамповы-ми антиклиналями тыловых дуплексов, в Нюйско-Джербинском поясе - с дуплексами, сложенными венд-кембрийскими (аянско-билирскими) карбонатными отложениями.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения; пяти глав и заключения, общим объемом 305 машинописных страниц, содержит 106 рисунков и 14 таблиц.

В процессе работы автор пользовался консультациями В.Е.Баки-на, А. А. Граусмана, В. В. Граусман, В. С. Гриненко, 0. В. Гриненко, И.Н.Зуевой, Г.В.Ивенсен, В. С.Имаева, В. А.Каширцева, В.-Д.Матвеева, А. В. Мигурского, К. И. Микуленко, И. Е.Москвитина, Л.М.Парфенова, А. В. Прокопьева, А. Ф. Сафронова, А. И. Сергеенко, В. С. Ситникова, Ю. Л. Сластенова, К. М. Солощака," О.Н. Чалой и др.

Особую признательность хочется выразить член-корреспонденту РАЕН Л.М.Парфенову и А.В.Прокопьеву, познакомивших автора с методикой сбалансированных разрезов и предоставивших оригинальную североамериканскую литературу по этой проблеме, а также И.Ш.Сюндюко-ву за многолетние совместные полевые работы и большой объем определений отражательной способности витринита.

Автор благодарен Т. Р. Поповой за помощь в оформлении работы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ГЕОМЕТРИИ, КИНЕМАТИКЕ. МЕТОДАХ РЕКОНСТРУКЦИИ И НЕФТЕГА30Н0СН0СТИ НАДВИГОВЫХ ПОЯСОВ.

1.1. Структурная геология надвиговых поясов. Под надвиговым поясом (надвиговой зоной) понимается зона сочленения складчатой области и краевого прогиба. Надвиговые пояса имеют двухъярусное строение. Нижний ярус (автохтон) представляет собой недеформиро-ванное продолжение основания краевого прогиба под верхний надвиго-вый ярус, который именуется надвиговой системой. Надвиг, ограничивающий надвиговую систему снизу, называется детачментом.

• Надвиги имеют ступенчатую траекторию. Выделяются протяженные субпластовые участки и короткие секущие (рампы). Все многообразие дизъюнктивно-пликативных форм сводится к трем типам (Suppe, 1985): 1) складки срыва (decolloment fold), 2) взбросо-складки (fault-propagation fold) и 3) рамповые складки (fault-bend fold).

Надвиговая система представляет собой множество чешуй, связанных подошвенным надвигом. Различаются чешуйчатые веера и дуплексы (Boyer, Elliott,1982). Иногда выделяются треугольные зоны (McClay, 19Э2). Надвиговые системы могут быть разноранговыми: от охватывающих весь аллохтонный ярус до внутрислоевых.

Чешуйчатые веера состоят из чешуй, связанных только подошвенным надвигом. Каждая чешуя представляет собой взбросо-складку.

Дуплексы состоят из множества чешуй, связанных не только подошвенным, но и кровельным надвигом. Каждая чешуя представляет собой деформированную рамповую складку со всех сторон ограниченную надвигами (Boyer, Elliott, 1982).

Треугольные зоны - это зоны, в которых фронтальная вергент-ность надвигов сменяется обратной (Price, 1986). Основным элементом треугольной зоны является вдвиговый клин (intercutenous wedge). Различают треугольные зоны, в которых обратный надвиг ответвляется от детачмента (Butler,1987). и зоны, в которых обратный надвиг является кровельным надвигом дуплексов (Banks, Wartbuton, 1988). Вдвиговые клинья характерны для фронтальных ограничений многих надвиговых систем (Vann et al.. 1986; Morley, 1986, Собор-нов. 1990). Вклинивание может достигать 150 км.

На примере хорошо изученных надвиговых поясов установлено:

1. Основание краевых прогибов прослеживается под надвиговую систему в ненарушенном виде. Надвиговая система формируется за счет окучивания только верхней части краевого прогиба, нижняя часть прогиба в деформации не вовлекается и сохраняется в том виде, в каком была до складчатости. В большинстве надвиговых поясов автохтон представляет собой моноклиналь, погружающуюся в сторону горно-складчатого сооружения под углом 1-5°.

- 4 -

2. Все надвиги соединяются с детачментом.

3. Детачмент, также как и все надвиги, имеет ступенчатую траекторию. По мере приближения к горно-складчатому сооружению, детачмент не только погружается на все большую глубину (в соответствии с наклоном слоев автохтона), но и "перескакивает" на все более древние стратиграфические уровни.

4. Суммарная амплитуда горизонтального сокращения выдержана либо постепенно меняется вдоль надвиговой системы, при этом смещения по отдельным надвигам и количество чешуй могут изменяться.

5. Каждый сегмент надвиговой системы сложен собственным ограниченным набором однотипных структур.

Рассмотренные закономерности сформулированы С. Дальстремом (1969). В настоящее время они рассматриваются в качестве исходных положений (аксиом) при реконструкции внутреннего строения слабои-зученных надвиговых поясов.

1.2 Метод сбалансированных разрезов является основным методом, применяемым англоязычными геологами-нефтяниками для реконструкции строения надвиговых зон. Первоначально этот метод разрабатывался применительно к данным поверхностной геологии, в настоящее время он широко используется также для структурной интерпретации сейсмических материалов (Woodward et al., 1989).

Сбалансированный разрез определяют как логичный разрез, который удовлетворяет разумным допущениям и непротиворечиво объясняет наблюдаемую структурную ситуацию на поверхности, в скважинах и на сейсмических профилях. Основное допущение метода - сохранение длины слоев в процессе деформации. Такое условие отвечает параллельной складчатости. Для того' чтобы проверить, является ли разрез сбалансированным, его нужно развернуть в'недеформированное состояние,- На восстановленном разрезе все слои должны совместиться вдоль траектории надвигов без пробелов и перекрытий. При построении сбалансированных разрезов, помимо условия сохранения длины слоев, вводится ряд дополнительных допущений, в том числе и закономерности сформулированные С.Дальстремом.Детально последовательность операций методики рассматривается в учебнике N.B.Woodward и др.(1985).

1.3. Особенности нефтегазоносности надвиговых поясов.

Залежи углеводородов известны во всех типах дизпликатов и во всех типах надвиговых систем. Для каждой надвиговой зоны характерен свой устойчивый набор продуктивных структурных лоЕушек. Во взбросо-складках и рамповых складках наиболее крупные и часто встречающиеся залежи связаны со сводами антиклиналей висячего блока. Известны также многочисленные примеры залежей в висячих отсечках. в особенности в отложениях, с которыми связан детачмент. Не- 5

большие залежи- встречаются в лежачих отсечках.

Независимые (по S.Mitra) дизпликаты встречаются редко. Обычно формирование каждого последующего дизпликата приводит к изменению геометрии предыдущего. В чешуйчатых веерах и системах складок срыва этот процесс не приводит к формированию каких-либо особых ловушек. Иная ситуация характерна для дуплексов. При их формировании полностью уничтожаются либо существенно трансформируются ловушки, рамповых антиклиналей, но при этом формируются более крупные ловушки, ограниченные кровельными надвигами.

ГЛАВА 2. РЕКОНСТРУКЦИЯ ГЕОМЕТРИИ НАДВИГОВЫХ СИСТЕМ ПО ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ВИТРИНИТА

Предлагаемый метод реконструкции геометрии надвиговых систем реализуется в следующей последовательности: 1) определяется зависимость отражательной способности витринита от глубины погружения, 2) строится палеоглубинный разрез, 3) рассчитываются основные геометрические характеристики надвиговой системы и слагающих ее структур и 4) .строится палеоглубинно и геометрически сбалансированный разрез.

2.1 Определение зависимости отражательной способности витринита от глубины погружения. Известно, что отражательная способность витринита (R) увеличивается с глубиной (Н). В полулогарифмическом масштабе зависимость,R от Н обычно является линейной Н = G-lg (R/Rmln) (1)

либо кусочно-линейной

Н = Gj-lg (R1/Rmln)+G2-lg(R/R1) ' (2).

гДе Rmin ~ минимальное значение отражательной способности витринита, относительно которого определяется глубина погружения отложений, содержащих витринит со значением R; G, Gt, G2 - логарифмические градиенты (наклоны графика), Rj - значение отражательной способности в точке перегиба. ' ■

Из уравнений (1 и 2) следует, что для реконструкции зависимости R от Н необходимо определить 1) логарифмические градиенты в катагенетическом диапазоне, присущем данной надвиговой системе и 2) отражательную способность витринита (Rmln), относительно которой будет определяться глубина погружения. В дальнейшем будет показано, что Rmi„ связывается с отложениями, вскрывающимися на поверхности в недеформированной части краевого прогиба перед фронтом надвиговой системы.

Градиент G наиболее просто определить по скважинам либо непрерывным естественным разрезам, в которых вскрывается большая часть катагенетического диапазона надвиговой системы. Для этого

- 6 -

необходимо опробовать витринит по разрезу, построить график И от Н и оценить в (рис.1).

Если скважины и опорные разрезы большой толщины отсутствуют,. то зависимость й от Н приходится реконструировать по отдельным фрагментам (рис; 1). Для этого первоначально строятся графики И от Н по разрозненным разрезам из разных чешуй, 'а затем они наращива- ' ются в соответствии с катагенетической последовауе^ностью и ос-редняются. Желательно, чтобы толщина отдельных разр'езов превышала 1 км, а слои залегали круче, 30°, в противном случае'увеличивается статистическая погрешность, а также погрешность, связанная с.изменением толщины перекрывающих отложений. Последнее условие особенно важно в надвиговых зонах с конседиментационным формированием структур. Помимо этого необходимо также, чтобы в сумме фрагменты охватывали весь или почти весь катагенетический диапазон и чтобы по значениям I? они перекрывались. Размерность градиента в - км или м. Он числено равен толщине разреза, в котором отражательная спо- • собность увеличивается в десять раз.

Чтобы рассчитать абсолютную (максимальную) глубину погружения (Нтах) необходимо определить значение отражательной способности витринита. на начало погружения (И0). Для линейной в полулогарифмическом масштабе зависимости

Нтах = С-Ш11/1?0) (3).

Г!0 обычно принимают равным 0,2. (Хант. 1982 и др.). Такое значение характерно для пересечения графиков И от Н с дневной поверх- , ностью в осадочных бассейнах с активным кайнозойским осадконакоп-лением. В качестве й0 принимается также значение отражательной способности,характеризующее переход торфа в бурые угли (0.23-0.25).

Со временем, как считают многие исследователи, преобразован-ность керогена увеличивается (Карвейл, 1956; Лопатин,1971; Конто-рович,Меленевский,1988). Для оценки такого увеличения, автором совместно с И. Ш. Сюндюковым, предложен эмпирический способ. 1?0 можно определить по нескольким скважинам, пробуренным в недеформиро-ванной части краевого прогиба в районах с одинаковым' эрозионным срезом (сейсмические границы в верхах прогиба должны быть субгоризонтальными, а на поверхности вскрываться одна и та же свита отложений). Если наклоны графиков Я от Н (градиенты в) в разных скважинах несколько отличаются, то искомое значение 1?о равно отражательной способности в точке пересечения графиков. Таким способом определено, что в Предверхоянском прогибе и Вилюйской синеклизе Н0, связанное с верхнемеловыми отложениями, равно 0.35. Вывод о самопроизвольном преобразовании торфа в бурые угли в приповерхностных условиях имеет важное значение, поэтому оценим его термо- 7 -

КИТЧАНСКАЯ АНТИКЛИНАЛЬ Окы

Окм

1—7-1 III

0.6

1.2 —

1.81-

Г К1ар \: С=9.2 "= г ^п

к § 3

н

0.3

0.5 0.7 1.0

МЯТИССКИЙ СЕГМЕНТ 0.3 . 0.5 . 0.7. .1,0 . . .2.0 3.0

отражательная способность витринита

• - отложения Внеш-

ней моноклинали О • Эльгаядинская чешуя X - Млтисская чешуя ■ - Чукчинская чешуя

* * | Антыйск&я чешуя

а =8.2 км

К, =0.89

<32-3.5 км

Рис.1. Определение градиента С: а) по одному разрезу (положение на рис.3), б) по фрагментам (положение на рис.б).

динамическую вероятность.

2.1.1 Термодинамика преобразования торфа (Н=0.2-0.24) в угли градации Бг_3 Ш=0.35-0.4). Из классической термодинамики известно, что химическая реакция может протекать, если ее свободная энергия Гиббса отрицательна

р

й = ДН - ТДБ + |дУс!Р (4),

1

где й - энергия Гиббса реакции при температуре Т и давлении Р; ДУ - объемный эффект реакции; ДН и ДЗ - энтальпия и энтропия реакции при давлении 1 атм и температуре Т. Для расчета энергии Гиббса реакции необходимо знать состав исходных веществ и продуктов (химическое уравнение реакции), энтальпию образования и энтропию реагентов и их плотность и теплоемкость при различных Р. Т - условиях.

Химическое уравнение 'катагенеза можно записать ■ Кп = яК0 + 1Нг0 + тСОг + пСН4 где Кп - исходный кероген; К0 - остаточный кероген; q - весовая доля остаточного керогена по отношению к исходному керогену; 1. ш, п - количество молей воды, углекислоты и метана. Количество продуктов катагенеза гумусового керогена (д. 1. ш, п) определяется на основе балансового метода В.А.Успенского.

Энтальпию образования керогена (ДН(к)), имеющего элементный состав СхНуО(юоо-х-у)) рассчитаем по теплотам сгорания (0). Можно показать, что

ДН(к) = (у/2)ДН(„г0) + (Х/12)ДН(Сог) + й + 298-АМН

где И - универсальная газовая постоянная, ДИ - изменение числа молей газообразных продуктов в реакции сгорания керогена. Зависимость теплоты сгорания керогена от его элементного состава и разных стадий преобразованности приводится В. С. Веселовским (1963) и др.

Энтропия углей (3(К)) разной преобразованности рассматривается К.Усенбаевой и К.Сарыралиевым (1990). Ее можно также оценить по эмпирической зависимости 3(К) = 1,1С(К), установленной для твердых органических веществ (Краткий справочник .... 1972), где С(К) -изобарная теплоемкость керогена при стандартных условиях (дж/кг-град). которая приводится в работах по тепло'физике (Агрос-кин, Глейбман, 1980 и др.).

Для поправки энергии Гиббса катагенеза на давление необходимо знать уравнения состояния веществ, участвующих в реакции. Поскольку сжимаемость скелета керогена невелика (3-6-10~6 атм"1), то р

|ду(К)ЙР = [ч/р0 - 1/р„)-р. 1

где р0, рп - плотности скелета остаточного и исходного керогена при стандартных условиях, которые приводятся в работах В.И.Каса-точкина и Н.К.Лариной (1975) и др. Поправки энергии Гиббса для газовой фазы можно посчитать с учетом коэффициентов фугитивности. ''

Таким образом, в настоящее время представляется возможным оценить все термодинамические характеристики, необходимые для расчета энергии Гиббса катагенеза и его равновесного давления (уравнение 4 при С = 0).

Судя по справочным данным в среднем граница торф/Б! (И = 0,24) характеризуется следующими параметрами: С = 60,6%, Н = 5,4%, О = 34%, теплота сгорания - й = 5549 ккал/кг, плотность - р = 1,48 г/см3, энтропия - к) = 1,2 кдж/(кг-град). Границе Бг/Б3 № = 0,4) соответствует С = 72,1%, Н ■= 5,4%, 0 = 22,5%, 0 = 7000 ккал/кг, р = 1,42 г/см3, к) = 1,12 кдж/(кг-град).

Балансовые расчеты, выполненные по методу В.А.Успенского, свидетельствуют, что при вышеотмеченном элементном составе исходного и конечного керогена, остаточный коэффициент ч принимает значения от 0,67 до 0,80, среднее - 0.734. Поскольку однозначной оценки количества образующихся флюидов нет, энергетические эффекты катагенеза рассчитаем для различных возможных значений q.

Такие расчеты свидетельствуют, что в приповерхностных условиях (Р = 1 атм и Т = 15°) энергия Гиббса является отрицательной при q < 0,755, т.е. она отрицательна для большей части возможного ин-

- 9 -

тервала значений в том числе, и для среднего значения, которое рекомендуется принимать при расчете количества образующихся флюидов (рис.2). Таким образом, в приповерхностных условиях преобразование торфа в Б3 термодинамически вероятно.

Выполненные расчеты свидетельствуют также, что равновесное давление преобразования торфа в Б3 сопоставимо с пластовым (рис.2) и поэтому в бассейнах с АВПД и с низкими геотермическими градиентами, преобразование витринита требует более высоких температур, чем в бассейнах с гидростатическим пластовым давлением и высоким геотермическим градиентом. Этот вывод указывает на то, что соответствие между отражательной способностью витринита и температурой в разных бассейнах может быть разным, поэтому использование стандартизированных шкал при оценке палеоглубины погружения через температуру. как это предлагается в ряде работ, может привести к погрешностям. ''

^2.2 Реконструкция палеоглубинного разреза. Палеоглубинный разрез - это разрез; на котором изображена палеоглубина погружения , отложений, вскрывающихся вдоль изучаемого профиля (рис.3).

Нулевой уровень, палеоглубинного разреза связывается с наиболее слабо преобразованными отложениями, которые вскрываются в не-деформированной части краевого прогиба перед фронтом надвиговой системы. Этот выбор основан на следующих причинах: 1) В недеформи-рованных частях краевых прогибов на поверхности вскрываются субгоризонтально залегающие отложения, характеризующиеся на больших территориях близкими значениями отражательной способности витринита. Поэтому Кт1п легко определить. Для этого достаточно опробовать некоторые обнажения. !?„,!„ можно также определить по скважинам. Пересечение графика И от Н с дневной поверхностью определяет искомое значение. 2) Так.как Уровень отсчета связывается с недеформирован-ными слоями, то относительно него можно определить амплитуду структур, вскрывающихся в надвиговой зоне. 3) Слои с 1!,1п совпадают со слоями', которые принимаются в качестве нулевого уровня отсчета в методике ¿балансированных разрезов.

• Чтобы построить палеоглубинный разрез необходимо замеры отражательной способности витринита, отобранного вдоль профиля, пересчитать на относительную глубину погружения по формуле (1 или 2). Затем, рассчитанные значения необходимо вынести на профиль, а далее. используя интерполяцию, провести границы литостратиграфичес-ких подразделений (рис.3. В).

В дальнейшем будет показано, что глубина залегания характеристических поверхностей надвиговой системы может быть оценена на основе только относительного палеоглубинного разреза, нулевая от- 10 -

Рис.2. Зависимость равновесного давления преобразования торфа в Б3 от температуры для различных значений д при геотермическом градиенте 30®С/км. Затемненная область - поле пластовых давлений (между гидростатикой и лнтос-татикой). Слева от линии гидростатического давления находится термодинамически запрещенное поле значений коэффициента д.

метка которого связывается с й,1п. Но для определения возраста локальных структур и прогноза емкостных свойств песчаников, необходимо знать также максимальную глубину погружения. Чтобы ее отобразить на палеоглубинном разрезе, нет.необходимости все замеры отражательной способности пересчитывать по уравнению (3). Достаточно провести линию абсолютного нуля, расположенную выше относительного на величину эрозионного среза (Не) в недеформированной части краевого прогиба (рис.3,В)

Не = С-1вШт1п/К0) (5).

Различаются два типа палеоглубинных разрезов. Первый, моноклинальный тип, характеризуется линейными иногда флексурообразными литостратиграфическими границами, которые всегда погружаются в сторону горно-складчатого сооружения (рис.6). Второй тип характеризуется волнистыми границами (рис.3). Этот тип свидетельствует о конседиментационном формировании надвиговых структур. По нему можно определить соскладчатую конседиментационную амплитуду (Нс) структур и отдельных точек.

Предлагаемый способ реконструкции палеоглубинных разрезов может применяться в районах, в которых процессы складчатости не изменяют первичные значения отражательной способности витринита. Критериями проверки такого условия являются 1) примерное равенство градиентов С в разрозненных стратиграфических разрезах, 2) согласованное поведение литостратиграфических границ на палеоглубинном

- 11 -

Линденская Китчанская Нижнедыокте - Куторгингасая Билляхская Соркинская Мтлжвдиска» Муосучовская

— - ____ . _______7—____----—___Р ТГТТТГ ТТТТТТО ТТТ. ОПИ. 1Г1.

Рис.3. Палеоглубинный разрез волнистого типа.

A) Приповерхностная структура Кнтчанского выступа Предверхоянского надвигового пояса вдоль р.Леписке;

B) Палеоглубинный разрез. В антиклиналях (Китчанской, Куторпгаской, Муосучанской) витринит одновозрастных отложений преобразован слабее, чем в смежных синклиналях. Это указывает на их конседиментационное развитие

(Не - конседиментационная амплитуда);

C) Разрез на котором показана размытая часть отложений (Ае) и конседиментационная составляющая (Ас). Структурная амплитуда отложений вскрывающихся на поверхности равна амплитуда эрозии (Нег) плюс конседиментационная амплитуда (Нс).

разрезе, 3) соответствие толщин литостратиграфических подразделений', рассчитанных по отражательной способности и определенных в обнажениях. 4) соответствие преобразованное™ витринита, отобранного на поверхности, величине эрозионного среза, определенного по геологическим данным. Не соблюдение именно последнего условия обычно приводится в качестве доказательства влияния деформационных процессов на преобразование витринита.

Нами обработаны десятки профилей через надвиговые зоны Инди-гиро-Зырянского и Предверхоянского прогибов, вдоль которых определено около тысячи значений отражательной способности, и только'в четырех локальных разрезах установлены аномальные градиенты. Во всех остальных случаях, охватывающих более 95% изученной территории, рассмотренные выше четыре условия соблюдаются. Фактический материал, свидетельствующий о соблюдении вышеперечисленных условий, в том числе и последнего, рассматривается на конкретных примерах в третьей и четвертой главах диссертации.

В литературе предлагаются три принципиально различных механизма влияния деформационных процессов на преобразование витринита : 1) вторичный прогрев, вызванный тектоническим совмещением более глубоко залегавших и более горячих отложений с менее глубоко залегавшими и менее прогретыми отложениями; 2) вторичный прогрев, связанный с выделением тепла при деформации пород; 3) механохими-ческая активация катагенеза, вызванная тангенциальными напряжениями и сейсмическими толчками (Вышемирский, 1963; Angevine. Turccotte, 1983; Черский и др.,1985 и др.). Отсутствие региональных проявлений динамокатагенеза в рассматриваемых надвиговых поясах связано прежде всего с тем, что формирование надвиговых структур сопровождалось размывом формирующихся геоморфологических поднятий и выведением витринита на меньшие глубины в зону более низких температур. Минимальные вертикальные амплитуды антиклиналей в рассматриваемых надвиговых поясах составляют 1.5 км. обычно же они превышают 2.5 км. При амплитуде 1.5 км. дополнительное преобразование витринита границы Б/Д (R=0.5), образовавшегося на глубине 3 км, потребует увеличения геотермического градиента в два раза. Нетрудно видеть, что для вторичного преобразования витринита, который выводится непосредственно к эрозионной поверхности, потребуются много большие градиенты, которые в природе не известны. Таким образом применительно к верхней части надвиговых поясов динамока-тагенез в большинстве случаев не реализуется. Вторичное преобразование витринита более вероятно в нижней части надвиговых систем, где вертикальная составляющая надвиговых деформаций не велика и отложения в процессе складчатости не выводятся на меньшие глубины.

- 13 -

2.3. Расчет геометрических характеристик надвиговых систем.

Оценка глубины заложения 9етачмента. ■ Из второго положения Дальстрема, постулирующего связанность всех надвигов с детачмен-том, следует; что если в обнажениях плоскость надвига субпараллельна слоистости отложений висячего крыла (рис. 4, взаимоотношение А), то в основании'именно этих отложений (р то время когда они были еще не деформированы, погружены и составляли единый разрез с подстилающими толщами), заложился субпластовш срыв (взаимоотношение А*), развитие которого и привело к формированию наблюдаемого надвига. Отсюда следует, что. для того чтобы определить палеоглу-бину заложения детачмента. нужно определить максимальную глубину погружения отложений, залегающих в основании чешуй субпараллельно плоскости надвига. Для этого из этих отложений необходимо отобрать витринит. измерить отражательную способность, а затем по формуле (3) получить необходимый результат. '

Оценка глубины залегания автохтона.' отсутствие соскладчатых и постскладчатых деформаций в автохтоне (1 положение Дальстрема) означает, что 1) современная глубина до автохтона отличается от па-леоглубины заложения детачмента на величину вертикальных движений автохтона в постскладчатое время и 2) вертикальная амплитуда этих движений во всех точках автохтона одинакова. Отсюда следует, что для определения вертикальной амплитуды движений всего автохтона ее достаточно определить в одной "точке". Наиболее просто это сделать для недеформированной прискладчатой части краевого прогиба, где вертикальная амплитуда равна толщине эрозии (Не) и определяется уравнением (5). Отсюда современная глубина до автохтона (На) равна глубине заложения детачмента (Нг) минус толщина эрозии в недеформированной части краевого прогиба (Не) плюс поправка на рельеф (рис. 4). Расчлененность рельефа легко учитывается по топографической карте. Она равна разности отметок между точками отбора вит-ринита, по которым определяется глубина заложения детачмента и 1?т1п. Таким образом, исходя из уравнений (3 и 5) и На=Нг-Не, следует, что глубина до автохтона равна относительной глубине погружения отложений, в основании которых заложился детачмент, и рассчитывается она по уравнению (1 или 2). где И - отражательная способность витринита, отобранного в точках А (рис.4).

Рассмотренная оценка глубины до автохтона, применима для районов с моноклинальным палеоглубинным разрезом. В районах с волнистым палеоглубинным разрезом необходимо учитывать конседимента-ционную амплитуду (Нс) точки, в 'которой отобран витринит (На= Нг-Не+ Нс). Глубину залегания автохтона не обязательно рассчиты-

Рис.4. Модель формирования постседиментационной дуплексной надвиговой системы (по Б.Е.Воуег, О.ЕШои, 1982) и положение точек, по которым определяется глубина до автохтона (На).

- глубина заложения детачмента, которая соответствует максимальной глубине погружения отложений, с которыми связан детачмент; Не - амплитуда размыва в недеформированной части краевого прогиба; Нг - топографическое превышение точек А над поверхностью краевого прогиба.

вать, ее можно определить на палеоглубинном разрезе. Для моноклинального случая глубина до автохтона равна относительной глубине погружения отложений, в основании которых заложился детачмент. Для волнистого случая эта глубина определяется линией, соединяющей максимальные глубины погружения рассматриваемых отложений.

Рассчитанная или графически определенная глубина до автохтона соответствует не современному местонахождению отложений, по которым она определялась, а точке, в которой отобранный витринит залегал перед началом деформаций. Положение этой точки определяется по правилам геометрической балансировки.

Оценка глубины заложения кровельных надвигов дуплексов. Если на поверхности плоскость надвига и подстилающие отложения залегают субпараллельно (рис.4, взаимоотношение В), то это значит, что в кровле именно этих отложений, в то время когда они были не деформированы., формировался надвиг (взаимоотношение В"). Отсюда следует. что глубину заложения кровельного надвига дуплексов можно оценить по, формуле (3), где И - отражательная способность витринита из отложений, залегающих ниже надвига субпараллелыю его плоскости.

Опенка глибины залегания куовельных надвигов дуплексов и подошвы фронтальных крыльев уамповш, антиклиналей. Эта величина определяется по уравнению

Н, = С^Ш/^) + Нс (6).

где И - отражательная способность витринита из отложений, с которыми связан кровельный надвиг (точки В на рис.4), отражательная способность витринита на поверхности в ядре синклинали (если рамповая антиклиналь фронтальная, то 1?1=Нт1п)' Не - конседимента-ционная амплитуда между точками отбора витринита И и

Оценка шюлмения. Утолщение (Н„) равно суммарной вертикальной амплитуде деформаций. Например, для точек А (рис.4, нижний разрез) утолщение равно разности глубин точек А и А'. Если палеоглубинный разрез моноклинальный, то Ну = Нтах- Не, отсюда утолщение равно относительной глубине погружения и рассчитывается по уравнению (1 или 2), 'где I? - отражательная способность витринита для точки отбора которого определяется утолщение. Для районов с волнистым па-леоглубинным разрезом утолщение равно относительной глубине погружения плюс величина Нс.

Опенка укоуочения. Укорочение (Д1) - это суммарная амплитуда горизонтальной составляющей деформаций. Она равна разности длин восстановленного и структурного разрезов. Если известна глубина до детачмента (На), то эту величину можно рассчитать используя прием Чемберлена: Д1 = Ах/На. где Ах - площадь структурного разреза выше

нулевого уровня отсчета. Чтобы измерить эту площадь необходимо реконструировать тектоническое строение размытой части. Эту величину проще определить на палеоглубинном разрезе. Она равна Ае+ Ас (рис. 3, С).

Определение возраст структур. Если формирование антиформы не сопровождается осадконакоплением в своде (На=0), т.е. когда свод размывается либо находится на уровне базиса эрозии (рис. 5 а.в), то началу Формирования антиформы соответствуют слои, расположенные на абсолютном палеоглубинном разрезе на глубине Нс в прогнутой части синклинали, либо слои, которые в своде антиклинали имеют нулевую абсолютную отметку. Если На>0, то можно утверждать, что антиформа начала формироваться не позже слоев, расположенных на глубине Нс в прогнутой части синклинали. Поскольку значение На точно установить трудно, то. как правило, можно оценить только верхний возрастной предел начала формирования складок.

Если формирование антиформы не сопровождается размывом, то на одинаковых глубинах значения отражательной способности будут одинаковыми (рис.5 а,"б). Если же антиформа размывается,а в смежной синклинале накапливаются осадки, то на одной и той же глубине Н в синклинале значения отражательной способности будут одинаковыми, а вблизи ядра антифермы они начнут увеличиваться. Это увеличение начнется в точке, где толщина доэрозионных слоев равна Н (рис.5 в). Отсюда следует, что, если в синклинале эрозионный срез равен Н, то началу размыва формирующейся антиклинали соответствуют слои, расположенные стратиграфически выше на' величину Н от слоев, в которых отражательная способность начинает увеличиваться. Н рассчитывается по уравнению (3), где К - отражательная способность вит-ринита, принимающая постоянное значение. Если антиклиналь является фронтальной, то К=Кщ1п•

2.4. Палеоглубинная балансировка разрезов. Разрез является сбалансированным, если 1) он не противоречит структурной ситуации на поверхности и 2) длина всех слоев на нем одинакова и его можно развернуть в недеформированное состояние без недостатка или избытка площади (С.Дальстрем). Кроме этих условий, предлагается ввести условие непротиворечивости палеоглубинам погружения, оцененным по отражательной способности Еитринита. Методика сбалансированных разрезов при таком условии реализуется в обычной последовательности, но при выполнении ряда шагов учитываются данные по отражательной способности.

Вместо палеостратиграфического разреза реконструируется пале-оглубинный разрез, который выполняет все функции первого плюс яв-

Рис.5. Модели, иллюстрирующие поведение изорссплеид в коиседи-ментациониых надвиговых антиклиналях: а) свод находится на уровне базиса эрозии, б) на своде накапливаются осадки, в) свод размывается.

Условные обозначения: 1,2 —соскладчатые слои: 1 —соответствующие эрозионному размыву свода, 2—соответствующие конседи-ментационному росту антиклинали; 3— доскладчатые слои; 4— изорес-плснды (линии равной отражательной способности).

ляется системой отсчета глубин. Далее по отражательной способности определяется глубина до автохтона вдоль всего профиля. При традиционном подходе для этого необходимы буровые и сейсморазведочные данные. Затем оценивается глубина до кровельных надвигов дуплексов и до подошвы фронтальных крыльев рамповых антиклиналей. В классическом варианте эти характеристики определяются в результате проецирования поверхностной структуры на глубину. Далее рассчитывается утолщение вдоль профиля. Тем самым, независимо от методики сбалансированных разрезов, определяется величина "дыр", которые предстоит заполнить дополнительными структурами. Среди всех геометричес-

ких характеристик, рассчитываемых по отражательной способности,„ -утолщение является наиболее объективной величиной, которая "позволяет контролировать и ограничивать структурные фантазии при построении сбалансированного разреза. ' ,

Выбор общей модели строения в методике сбалансированных разрезов требует экспертного принятия решения. В ряде случаев, определенную помощь в этом оказывают данные о 'временной последовательности формирования структур, установленной по отражательной способности. Использование витринитовых данных для этих целей будет рассмотрено на примере рис.7.

ГЛАВА 3. НАДВИГОВЫЙ ПОЯС ИНДИГИР0-ЗЫРЯНСК0Г0 ПРОГИБА

Индигиро-Зырянский прогиб вместе с Илинь-Тасским антиклинори-, -ем и Момским прогибом входят в состав Момо-Зырянской впадины. Над-виговый пояс -Индигиро-Зырянского прогиба' (зона Предгорий) протягивается на 500 км при ширине 5-80 км. В составе зоны Предгорий выделяется Фронтальный и Тыловой пояс (рис.6). Тыловой пояс сложен нижнемеловыми и волжскими отложениями, содержащими витринит Г-ПА. Фронтальный пояс представлен отложениями нижнего и верхнего мела, палеогена и неогена с витринитом от Б, до Г. В структуре Фронтального пояса обособляются Внешняя и Внутренняя моноклинали. Внешня? моноклиналь сложена палеоген-неогеновыми отложениями, погружающимися в сторону Предилинтасского прогиба. Внутренняя моноклиналь представлена палёоген-неогеновыми и меловыми отложениями, наклоненными в противоположную сторону. Зона Предгорий поперечными линеаментами разделена на ряд сегментов.

3.1. Стратиграфический очерк. Стратификация верхнеюрско-плцо-ценовых отложений зоны Предгорий рассматривалась Г.'Г. Поповым (1962), З.Е.Барановой (1980), В.Н.Зинченко (1981), В.В. Гайдуком и . др. (1989), О.В. Гриненко и др. (1989) и др. •

Разрез надвиговой системы начинается волжскими отложениями бастахской серии (Ьэ), сложенной ритмичным переслаиванием аргиллитов, алевролитов и песчаников, видимой толщиною до 2 км.

Нижнемеловые отложения представлены континентальными образованиями зырянской серии. В составе серии выделяются неокомовая ожогинская {og). аптская силяпская (э1) и альбская буоркемюсская (Ьг) свиты. Ожогинская свита (0.6-1.4 км) сложена крупноритмичным переслаиванием песчаниковых (30%) и алевройелитовых (70%) пачек. Силяпская свита (0.25-1.5 км) имеет близкий состав, но содержит пласты углей. Буоркемюсская свита (0.3-1.4 км) на 80-90% сложена • алевритовыми монтмориллонитовыми глинами с пластами каменных уг-

Илинь-Тасский ант-рнй

ЮЗ

ЗОНА Тыловой

пояс | Внешняя

ПРЕДГОРИ Й Фронтальный

Внутренняя моноклиналь

I монок-ль

Мятисскии Эльгаидинский

надвиг надвиг „з и1., СВ „ ™Г™2 Ы

Горелинский надвиг

Окт

^.¿г'р

кг + к2(?)

^Ъз

Рис.6. Структурный и палеоглубинный разрезы вдоль р.Мятись (на этом и последующих рисунках вертикальный масштаб равен горизонтальному). Каждая точка палеоглубинного разреза рассчитана по среднему значению нескольких определений отражательной способности. В кружках отмечены точки, рассчитанные по витршшту, отобранному на простирании чешуи по смежным рекам.

О кт

лей. Верхнемеловые отложения встречнинской свиты (уэ) достоверно установлены в междуречье Кынрайдаха и Зырянки. Залегают на буорке-мюсской свите согласно. "В основании выделяется песчано-конгломера-товая толща (20-250 м), выше залегает толща (50-200 м) монтморил-лонитовых глин с пачками песчаников и пластами углей. Толщина меловых свит увеличивается к Илинь-Тасскому антиклинорию.

Палеоген-неогеновые отложения представлены мятисской серией (шэ) и кыллахской свитой (к1). В составе мятисской серии выделяются эоценовая эльгандинская (е1) и олигоцен-среднемиоценовая даркы-лахская (с!г) свиты. Эльгандинская свита (до 220 м) залегает на встречнинской либо буоркемюсской свитах. 'Структурное несогласие в ее основании отсутствует. Свита сложена крупноритмичным переслаиванием конгломерат-песчаниковых пачек (60-70%) и глин с углями. ,Даркылахская свита (до 1.8 км) залегает согласно на эльгандинской

- 20 -

пояс

г

4

свите и сложена песчанистыми и алевритистыми глинами. Кыллахская свита (верхний миоцен-плиоцен) представлена конгломератами толщиною до 400 м. Во Фронтальном поясе она без видимого структурного несогласия перекрывает даркылахскую свиту и согласно с нею смята.В Тыловом поясе несогласно перекрывает складчатую структуру (рис.6).

3.2. Реконструкция тектонического строения зоны Предгорий.

Реконструкцию тектонического строения зоны Предгорий рассмотрим на примере центральных сегментов (междуречье Индигирки и Сула-канна).

• Зависимость й от Н. Тектонически ненарушенные разрезы, охватывающие весь катагенетический ряд, отсутствуют, поэтому градиент С реконструировался по отдельным фрагментам (рис.1). В недеформи-рованной части краевого- прогиба на поверхности вскрываются плиоцен-четвертичные осадки, содержащие прослои торфов. Эрозионный размыв (Не) здесь отсутствует, отсюда К0=Ет1г1=0, 24. В соответствии с этими значениями

Н=Нтах= 8.2- 1я(0. 89/0. 24)+3. 5- ^(Й/О. 89). '

Палеоглубинный разрез зоны Предгорий, относится к моноклинальному типу: глубина погружения и толщина литостратиграфических подразделений увеличивается при приближении к Илинь-Тасскому ан-тиклинорию (рис. 6).

Расчет глубины залегания характеристических поверхностей. Во Фронтальном поясе детачмент приурочен к отложениям ожогинской свиты. Эти отложения являются наиболее древними из вскрывающихся в основании тектонических чешуй, они прослеживаются почти вдоль всей их длины и там. где удается видеть, их залегание субпараллельно плоскости подстилающего надвига.

Расчет глубины залегания характеристических поверхностей рассмотрим на примере р.Мятись (рис. 6). Отражательная способность витринита, отобранного из ожогинской свиты в основании Эльгандинс-кой чешуи - 0,71, а в основании Мятисской - 0.73. Отсюда глубина до кровли автохтона составляет 3.9 км и 4,0 км соответственно. Точное положение этих точек на профиле определяется по правилам геометрической балансировки. Так витриниту, отобранному в основании Эльгандинской чешуи, соответствует точка А, а витриниту из основания Мятисской чешуи - точка, расположенная в 5 км юго-западнее Илинь-Тасского разлома (рис.6).

Во Фронтальном поясе отложения ожогинской и силяпской свит, как правило, надвинуты на буоркемюсскую свиту, залегание слоев которой субпараллельно плоскости перекрывающего надвига (рис. 6). Это свидетельствует, о дуплексном строении и о том, что кровельный

надвиг приурочен к буоркемюсокой свите. Отражательная способность витринита в отложениях буоркемюсской свиты, вскрывающихся' в зоне сочленения Внешней и Внутренней моноклиналей, составляет 0,50-0,52. Это указывает на то, что глубина до детачмента во фронте надвиговой зоны или, - что одно и тоже, глубина до подошвы висячего крыла фронтальной рамповой антиклинали - 2,4-2,7км. Отсутствие складчатых и надвиговых структур к северо-востоку от Внешней . моноклинали свидетельствует о том. что кровельный надвиг фронтального дуплекса является пассивным.

Утолщение во фронтальном дуплексе определяется по отражательной- способности витринита, отобранного в его осевой части. В соответствии с этими данными утолщение изменяется (по простиранию) от 1.1 до 2.6 км. Толщина дуплексного комплекса (верхи ожогинской, силяпская и буоркемюсская свиты), судя по палеоглубинным разрезам, изменяется от 0.8 до 1.2 км. Исходя из этих данных определяется ярусность фронтальных дуплексов.

Выполненные реконструкции по ряду пересечений зоны -Предгорий свидетельствуют, что глубина до автохтона изменяется от 3.5 до 4.5 ' .км. Фронтальный пояс сформировался за счет окучивания территории, соответствующей современной ширине зоны Предгорий. Тыловой пояс сложен отложениями, до складчатости залегавшими на современной территории Илинь-Тасского антиклинория. Отсюда следуют два важных вывода, которые могут быть приняты в качестве исходных положений при реконструкции строения плохо обнаженных территорий. Во-первых, суммарная длина слоев в чешуях Фронтального пояса должна быть при-• мерно равной ширине зоны Предгорий в рассматриваемом пересечении. И, во-вторых, глубина до автохтона в тылу зоны Предгорий должна быть примерно равна палеоглубине погружения отложений, с которыми связан детачмент в тыловой чешуе Фронтального пояса.

3.3. Возраст складчатости. Традиционно Илинь-Тасский антикли-норий относится к мезозоидам. Полученные нами данные свидетельствуют о позднекайнозойском возрасте складчатости.

1) Нижнемеловые, верхнемеловые и палеоген-среднемиоценовые отложения дислоцированы совместно, структурные несогласия между ними отсутствуют. Позднемеловые дайки и пластовые тела, вскрывающиеся в зоне Предгорий и в Илинь-Тасском антиклинории дислоцированы совместно с вмещающими толщами. Структурное несогласие установлено только в основании верхнемиоцен-плиоценовых конгломератов в Тыловом поясе. Во Фронтальном поясе эти отложения деформированы совместно с подстилающими толщами.

2) Обломки нижнемеловых и верхнеюрских пород, слагающих

Илинь-Тасский антиклинорий и зону Предгорий, впервые появляются в' конгломератах кыллахской свиты и ее аналогов. В . верхнемеловых и палеогеновых, отложениях обломки предста'влены породами Алазейского поднятия и Селенняхского кряжа.

3) Данные по отражательной способности витринита. и пористости -песчаников свидетельствуют об увеличении толщины нижнемеловых и перекрывающих их отложений по мере приближения к Илинь-Тасскому антиклинорию (рис.6). Наиболее прогнутая часть впадины, по'этим данным, располагалась на месте Илинь-Тасского антиклинорйя, кровля бастахской серии погружалась здесь глубже 6, 5 км, - что явно противоречит представлениям о начале формирования и размыве антикли-нория начиная с раннего мела.

Таким образом, заложившись в поздней юре; Момо-Зырянская впадина существовала как единый седиментационный бассейн до- середины миоцена включительно. Наиболее прогнутая часть бассейна располагат лась на месте Илинь-Тасского антиклинория. Формирование -гор- . но-складчатого сооружения Илинь-Тасского антиклинория началось в позднем миоцене. Фронт надвигания в зоне Предгорий продвигался от Илинь-Тасского антиклинория и достиг современного положения■ во второй половине плиоцена.

3.4. Нефтегазоносность зоны Предгорий изучалась Н. Г.Чочиа и др., 1972; В. В.Ивановым и др., 1973; Д. С. Яшиным и др., 1973; В. Т. Работновым и др., 1974. Основное отличие наших представлений прежде всего связано с установлением широкого развития оптимально преобразованных отложений (стадии Б3-Г) и надвиговым строением.

3.4.1.Коллекторские и экранирующие свойства разреза. Мел7нео-геновые отложения Фронтального пояса на 60-80% представлены алев-ропелитами и аргиллитами. Большая часть глинистых пород легко раз- • мокает в воде. Толщина глинистых толщ в даркылахской, встречнинс-кой и буоркемюсской свитах достигает первых сотен метров, а в эль-гандинской. силяпской и ожогинской свитах - десятков метров. Эти данные свидетельствуют о хороших экранирующих свойствах разреза.

Пласты песчаников в целом обладают хорошими емкостными свойствами (табл.), вместе с тем, в большинстве случаев их глинистость превышает 10%. Доля малоглинистых разностей составляет около 10% и они, как правило, концентрируются в отдельных районах.

Одной из особенностей Тылового пояса является пластичность глин и высокая пористость (до 19%) песчаников, содержащих витринит стадий Ж-Т. Такая аномальность практически повсеместно проявляется в междуречье Бадярихи и Джолоткича. отдельные недоуплотненные разрезы отмечаются в междуречьях Силяпа - Зырянки и Кыллаха - Инди-

Свита Открыт.пористость "крепких" пес-ков Средняя (ш1п-шах) Общая пористость рыхлых пес-ков Средняя (ш1п-шах) Стадия углефикации

УЭ 24 (20-29) 33 (25-41) Б2-Д1

Ы 13 (3-22) 25 (14-43) Д1-2

12 (6-20) 31 (20-39) Д3-Г1

гирк'и. Слабая уплотненность, по-видимому, обусловлена наличием мощных глинистых толщ и, как следствие, формированием условий '"сжатия без дренирования" (терминология К.Магары).

3.4.2. Состав и катагенез керогена. В деформационной структуре зоны Предгорий участвуют отложения с керогеном, преобразованным от (11=0.26) до ПА *(1?=3,2). Преобразованность керогена увеличивается по мере приближения к Илинь-Тасскому антиклинорию. Фронтальный пояс сложен отложениями с керогеном стадий Б!-Г. а Тыловой .- Г-¡ПА.

• В типовых глинистых породах мятисской серии содержание Сорг=1.6-5.9%, во встречнинской свите - 1.2-1.5%. в буоркемюсской - 1.1-6%. в силяпской - 0.2-2.3%, в ожогинской - 1-6%. Кроме того в эльгандинокой, встречнинской, буоркемюсской и силяпской свитах присутствуют многочисленные пласты углей и углистых аргиллитов, встречаются богхеды. Судя по химико-битуминологическим анализам, выполненным в лаборатории геохимии нефти ,и газа ЯИГН, РОВ мятисской серии, встречнинской, буоркемюсской и силяпской свит имеет смешанный состав: наряду с высшей растительностью здесь велика доля водорослево-бактериального материала. РОВ ожогинской свиты представлен гумусовым керогеном.

3.4.3.Основные направления поисковых работ в зоне Предгорий. Основные перспективы нефтегазоносности связываются с Фронтальным поясом. В пределах этого пояса прослеживаются мощные регионально выдержанные глинистые толщи, сложенные размокающими глинистыми минералами. Песчаниковые пласты характеризуются удовлетворительными коллекторскими свойствами. Отложения обогащены органическим ве-.ществом, преобразованным до стадий Б-Г.

Характерной особенностью Фронтального пояса является моноклинальное залегание чешуй (рис.6) на большей части территории. Исключение составляет только зона сочленения Внешней и Внутренней мо' ноклиналей, с которой связаны фронтальные дуплексы. Эти дуплексы предлагаются в качестве первоочередных объектов поиска. Наиболее

протяженный (около 50 км) дуплекс реконструируется в Мятисском сегменте под Эльгандинским надвигом (рис:6). Сложен он ожогинской,-силяпской и буоркемюсской свитами, витринит которых преобразован до стадий fli-IV Структурная ловушка может быть связана с .фронтальной чешуей, формирующей рамповую антиклиналь (рис.6). Эта антиклиналь находится на доступных для бурения глубинах. Подошва фронтального крыла прогнозируется на глубине 2.2-2.6 км,' кровля рамповой антиклинали - на глубине около 1 км.

Другой протяженный (около 45 км) дуплекс реконструируется в междуречье Саканьи и Кыллаха . . . - под Коричневым надвигом. Сложен он также ожогинской, силяпской и буоркемюсской' свитами, но витринит преобразован здесь слабее - Б3-Д. Глубина до "подошвы. фронтальной рамповой антиклинали оценивается в 1.5-2 км. Подкорич-невый дуплекс является стогообразным, соответственно каждая его чешуя деформирована в антиформу и может являться структурной ловушкой.

Глава 4. НАДВИГОВЫЙ ПОЯС ПРЕДВЕРХОЯНСКОГО ПРОГИБА (КИТЧАНСКИЙ ВЫСТУП И СОПРЕДЕЛЬНЫЕ ТЕРРИТОРИИ) 4.1. Реконструкция тектонического строения.

Зависимость Н от R. R0_ оцененное по пересечению графиков R от Н в недеформированной части краевого прогиба и Вилюйской синек-лизы, равно 0.35. Градиент G, определенный по двум скважинам в недеформированной части прогиба (Ивановской и Прибрежной) и двум разрезам в надвиговом поясе (один из них приведен на рис.1), составляет 8.7-9.2, для дальнейших расчетов принимается значение 9.0. Исходя из этих данных

Hmax=9.0-tg(R/0.35). Rmln изменяется от 0.36 в приустьевой части р.Алдан (.Ивановская скважина, р.Белянка) до 0.43 на севере Линденской впадины (р.Леписке) и до 0.47 в бассейне р.Соболох-Маян. В соответствии с этим, уравнения для расчета относительной глубины погружения будут отличаться для разных районов надвигового пояса. Например, для района р.Леписке его можно представить

Н=9. О-tg(R/0.43). Палеоглубинный разрез. Китчанский выступ характеризуется волнистым палеоглубинным разрезом. В пределах большинства антиклиналей палеоглубина погружения одновозрастных отложений меньше, чем в смежных синклиналях (рис. 3,7). Конседиментационная амплитуда этих ' структур составляет 1.3-2.2 км. -

'Реконструкция основных геометрических характеристик надвиго-вой зоны и возраста формирования локальных структур. 'Реконструкцию

Рис.7. Структурный и паЛеоглубинный разрезы Муосучанской антиклинали вдоль р.Леписке. Возле точек приведены значения отражательной способности витринита.

- неджелинская и таганджинская свиты, с которыми связаны залежи • углеводородов в Вилюйской синеклизе.

строения рассмотрим на примере Муосучанской антиклинали (рис.7). ■Для рассматриваемой территории 1?0=0.35, Еи1п=0.43, 6=9.0. В соответствии с этими данными постскладчатый подъем автохтона (Не) составляет 0/8 км (уравнение 5)'.

Муосучанская антиклиналь расположена в тыловой части Китчанс- " _ когр выступа и протягивается почти на 120 км. В ее центральном сегменте в тектоническом окне протяженностью около 45 км и шириной 2-5 км под верхнепермскими и нижнетриасовыми отложениями вскрываются нижнеюрские и верхнетриасовые толщи (рис.7). •

Детачмент в пределах Муосучанской. антиклинали, также как'и на большей части Китчанского выступа, связан с верхами верхней перми (дулгалахской свитой). Эти отложения являются наиболее древними из вскрывающихся в рассматриваемом регионе. Они прослеживаются узкой •полосой вдоль вМсячих крыльев надвигов и залегают субпараллельно этим надвигам. В соответствии с палеоглубинным разрезом, современ-

- 26 -

ная глубина до детачмента составляет 4.9 км (рис.7).

Кровельный надвиг дуплексов, как в пределах Муосучанской антиклинали, так и на остальной территории Китчанского выступа связан с верхнеплинсбахско-ааленскими глинистыми,отложениями. Эти отложения залегают в кровле чешуй, перекрытых верхнепермско-триасо-выми отложениями. К ним бывают приурочены субпластовые зоны смя-•тия. В поле их развития наблюдается схождение надвигов. Отражательная способность витринита из этих отложений в Мегелиндинской синклинали равна 0.75 . отсюда современная глубина до подошвы фронтального крыла Муосучанской рамповой антиклинали (до Нэлкэ-ченского надвига) составляет 2.1 км (уравнение 6).

В осевой части Мегелендинской синклинали вскрываются отложения в которых 15=0.43. Такая величина соответствует Итщ. Отсюда следует, что в осевой части синклинали утолщение (Н„) равно нулю и какие-либо тектонические повторения разреза отсутствуют. В Селин-ченской синклинали на поверхности й=0.5. что отвечает относительной глубине погружения 600 м. В соответствии с палеоглубинннм разрезом, конседиментационная амплитуда (Нс) этой синклинали составляет 0.7км. Отсюда вертикальное утолщение равно 1.3км (Ну=Нс+Н>. В ядре Муосучанской антиклинали вскрываются верхнетриасово-нижневрс-кие отложения, содержащие витринит с И=0. 5 (Н=0.6 км). Конседиментационная амплитуда составляет 2.2 км. отсюда утолщение равно 2.8км.

Данные по отражательной способности витринита помогают не только в определен;'.' глубины залегания характеристических поверхностей и утолщения, но и в выборе той или иной модели строения. ■Например, не вступая в противоречия с закартированной структурой, Муосучанскую антиклиналь можно представить как двухярусный дуплекс, в котором Билляхская чешуя является фронтальным окончанием Муосучанской. Такое стогообразное строение обязательно предполагает первоочередное надвигание Муосучанско-Билляхской чешуи, а затем - Нэлкэченской. В соответствии с этим, преобразованность витринита в Билляхской и Муосучанской чешуях должна б^ть такой же как в тектоническом окне либо меньшей. Фактически ситуация обратная.

В варианте рисунка 7 первоначально произошло формирование Нэлкэченского надвига и связанной с ним рамповой антиклинали.. Надвигание началось не позже поздней юры, поскольку отложения именно 'этого возраста пересекаются абсолютным нулевым уровнем глубин на палеоглубинном разрезе. Во время формирования рамповой антиклинали, связанной с Нэлкэченским надвигом, в смежных синклиналях продолжали накапливаться осадки и преобразованность витринита в них увеличивалась. Надвигание Муосучанской чешуи началось в неокоме

либо апте, поскольку именно эти отложения пересекают абсолютный нулевой уровень глубин. В Мегелендинской синклинали в это время продолжалось осадконакопление. Формирование Билляхского надвига, в соответствии с палеоглубинным разрезом, началось в послеаптское время. Это и заставляет Билляхский надвиг рассматривать как обратный.

Реконструкция структуры, выполненная для других районов Кит-чанского выступа и сопредельных территорий, свидетельствует, что глубина до автохтона составляет 4.9-6.5 км. Большинство антиклиналей, за исключением фронтальных взбросо-складок, представляют собой дуплексы. В основании синклиналей реконструируются планарные дуплексы. Структурная амплитуда антиклиналей (утолщение) составляет 3.5-5.5 км, из них 1.3-2.2 км приходится на конседиментационную составляющую. Фронт надвигания продвигался от Верхоянского антик-линория к краевому прогибу. Тыловые антиклинали начали формироваться не позже поздней юры. а фронтальные в апте. Размыв фронтальных антиклиналей начался в позднем мелу. Фронтальная последовательность нарушалась образованием более поздних структур. Отдельные элементы тыловых антиклиналей формировались до позднего мела.

4.2. Нефтегазоносность. Основная проблема нефтегазоносности Китчанского выступа, как и остальной части надвигового пояса, связана с высокой преобразованностью пород и отсутствием коллекторов в перспективном по структурным условиям нижнеюрско-триасовом раз-'резе, что связывается с большими палеопогружениями и стрессом (Ю.Д.Горшенин, А.Е.Киселев, А.Ф.Сафронов и др.). В диссертации обосновывается возможность сохранения гранулярных коллекторов в тыловых соскладчатых конседиментационных антиклиналях, в пределах которых вскрываются, либо предполагаются на доступных глубинах, триасово-юрские отложения, испытавшие сравнительно небольшие пале-опогружения.

В Вилюйской синеклизе максимальная глубина погружения" песчаниковых толщ, содержащих продуктивные горизонты, не превышает 3.5 км, модальная открытая пористость при этом не ниже 8% (Граусман, 1984). Такие характеристики, но с учетом влияния стресса, принимаются в качестве предельных и для надвигового пояса.

Влияние стресса на пористость песчаников оценивалось следующим образом. В Вилюйской синеклизе и недеформированной части краевого прогиба зависимость пористости песчаников (ш) от глубины (Н) представляется в следующем виде (Граусман, 1984):

ш=36-8Н, при Н<3.5км; ш=8-4(Н-3.5), при Н>3.5, (7)

где 36% - это среднее значение пористости на начало уплотнения. На

Китчанском выступе литологический состав триасово-мёлового разреза близок таковому Вилюйской синеклизы. поэтому можно допустить, что и зависимость ш от Н в отсутствии стресса будет близкой.

Глубину погружения (Н) на Китчанском выступе можно определить по отражательной способности витринита. Затем, определив модальную пористость песчаников из обнажений и сравнив ее с расчетной (уравнение 7), можно оценить влияние стресса: Например, в тектоническом окне Муосучанской антиклинали открытая пористость нижнеюрских песчаников составляет 7-24%. средняя 16%. Отражательная'способность витринита здесь равна 0.5. что соответствует максимальной глубине погружения 1.4 км. При такой палеоглубине в Вилюйской синеклизе средняя пористость равна 24%. Отсюда можно предположить, что за счет стресса пористость уменьшилась на 8%. Такое уменьшение сопоставимо с нагрузкой в 1 км осадочного разреза (уравнение 7). На юго-западном крыле Муосучанской антиклинали в верхах верхнего триаса средняя пористость песчаников 4%. Отражательная способность витринита в этих отложениях составляет 0.85, что свидетельствует о максимальном погружении 3.5 км. • При таком погружении в Вилюйской синеклизе средняя пористость песчаников равна 8%. В соответствии с уравнением 7, влияние стресса также соответствует дополнительной нагрузке в 1 км осадочного разреза. Эта величина дополнительной нагрузки в дальнейшем используется для поправки к пористости, рассчитанной в соответствии с палеоглубиной.

В ядре Муосучанской антиклинали подошва мономских глин, являющихся региональной покрышкой, залегает на глубине около 1 км. Максимальная палеоглубина погружения подстилающих песчаников составляет около 2.5 км. С учетом стресса, соответствующего нагрузке в 1 км осадочного разреза, средняя пористость этих песчаников ожидается равной 8%, поэтому можно надеяться на сохранение продуктивных коллекторов.

Помимо подмономских песчаников, объектом поисковых работ в ядре Муосучанской антиклинали, могут быть нижнеюрские отложения, залегающие под Нэлкэченским надвигом. В соответствии с ранее рассмотренной моделью формирования Муосучанской структуры, эти отложения не погружались глубже 2-2.5 км. Поэтому даже с учетом предполагаемого стресса, здесь можно надеяться на сохранение гранулярных коллекторов. Как уже отмечалось, Нэлкэченский кровельный надвиг связан с верхнеплинсбахско-ааленскими глинистыми отложениями, которые могут служить покрышкой для рассматриваемых песчаников.

Кроме Муосучанской, на рассматриваемой территории выделяются еще две структуры, в пределах которых возможно сохранение грану-

лярных -коллекторов. Все эти структуры расположены в тыловой (!) части надвигового пояса. Такая необычная ситуация связана с тем. что эти структуры характеризуются высокой конседиментационно^ амплитудой (более 2 км) и 2) более ранним, чем фронтальные, началом формирования (они не перекрывались мощными меловыми толщами).

ГЛАВА 5. НАДВИГОВЫЙ ПОЯС НЮЙСКО-ДЖЕРБИНСКОЙ ВПАДИНЫ

Надвиговая природа складок Нюйско-Джербинской впадины рассматривалась Н. А. Ковальчук, В.Д.Матвеевым. А.В.Мигурским, К.И.Мику-ленко, П.А.Патрикеевым. В.С.Ситниковым. М.М.Солощаком, В;С.Старо-сельцевым, Н. В. Умпер'овичем и др. В настоящей главе предпринята по-, пытка проанализировать надвиговую структуру в рамках методики сбалансированных разрезов.

5.1. Реконструкция надвиговой структуры Нюйско-Джербинскй впадины. По надвиговой зоне Нюйско-Джербинской впадины имеется достаточно буровых и сейсморазведочных материалов, позволяющих определить глубину до автохтона и построить палеостратиграфический разрез с определенным уровнем отсчета глубин.

Скважины, пробуренные к северу от Мухтуйской антиклинальной' зоны, на Борулахской,Отраднинской, Суларской, Мурбайской, Нижнепе-ледуйской и улугурской площадях определенно указывают, на то, что подошва надвиговой системы здесь связана с основанием аянской толщи, а детачмент приурочен к торсальским солям. Приуроченность де-тачмента к этому стратиграфическому уровню характерна не только для Нюйско-Джербинской впадины, но и для смежной территории Иркутской области (Мигурский, Старосельцев, 1982). Перескок детач-мента с торсальских солей на более древний уровень происходит, по-видимому, в пределах Мухтуйской антиклинальной зоны.

Буровые и сейсмические материалы свидетельствуют, что деформации, картируемые на поверхности, проявляются только в верхней части разреза. Ниже детачмента отложения полого наклонены в сторону складчатой области. Амплитуда структур по горизонту КВ, приуроченному к верхам автохтона, обычно составляет десятки метров,редко достигая, 100-150 м (Ситников, 1982; В.Д.Матвеев и др., 1986; Н.А.Ковальчук, 1988, и др.), на поверхности же картируются складки амплитудой 0.4-1.5 км. Примером может служить Отраднинская площадь. Скв. 242-0, заложенная в ядре Отраднинской антиклинали в поле развития олекминской свиты, вскрыла фундамент на глубине 2562 м, а скв. 314-2, пробуренная на склоне антиклинали в поле верхо-ленской свиты, вскрыла его на глубине 2563 м. По фундаменту антиклиналь практически не выражена, тогда как на поверхности ее ампли-

туда составляет почти 500 м. Эти данные позволяют принять I положение Дальстрема и при реконструкции структуры надвиговой системы, автохтон рассматривать как недеформированную моноклиналь, наклоненную (0.5-1.5°) в сторону Байкало-Патомской складчатой области.

От того насколько точно реконструирован палеостратиграфичес-кий разрез зависит точность определения тектонического утолщения и глубины до характеристических поверхностей. ' В Нюйско-Джербинской впадине относительная палеоглубина литостратиграфических границ может быть определена двумя способами. Во-первых, по скважинам вскрывшим автохтон. В таких скважинах известно утолщение, а зная его можно оценить относительную палеоглубину погружения. Например, в. скважине Мурбайская 1Р подошва билирской свиты вскрыта на глубине 1600 ми 1112 м, соответственно утолщение составляет 488 м. Современная глубина до подошвы верхоленской свиты равна +220 м, отсюда ее палеоглубина будет на 488 м ниже, т.е. -268 м. Фактически она будет несколько выше из-за выщелачивания чарских солей, залегающих вблизи поверхности. С учетом этой поправки палеоглубина подошвы верхоленской свиты будет составлять минус 150-200 м. Подобным образом можно оценить палеоглубины и до других литостратиграфических подразделений.

Относительную палеоглубину погружения можно определить также по современным отметкам высот в ядрах крупных синклиналей, сложенных горизонтально залегающими отложениями. Этот способ основан на допущении, что в таких структурах вертикальная составляющая надви-говых деформаций равна нулю. Например, в ядре Нюйской синклинали в долине р.Нюя подошва горизонтально залегающих средне-верхнеордовикских отложений находится на абсолютной отметке +200 м. Соответственно такая же отметка принимается и на палеостратиграфичес-ком разрезе. Относительная палеоглубина до нижележащих литостратиграфических погружений определяется суммированием их толщин. Например, подошва верхоленской свиты будет находиться на глубине минус 320 м. поскольку толщина нижнеордовикских отложений -160-180 м, а верхоленской свиты - 310-380 м. Глубина до кровли телгеспитских доломитов, подстилающих детачмент,может быть проконтролирована сейсмическим горизонтом КВ.

Реконструкцию структуры рассмотрим на примере Отраднинской антиклинали (рис.8). Эта антиклиналь является наиболее исследованной структурой Нюйско-Джербинской впадины. Приповерхностная геометрия изучена пятью линиями колонковых скважин. Здесь пробурено четыре нефтегазопоисковые скважины, три из которых вскрыли автохтон. В пределах антиклинали установлены газовые залежи в юряхском

п1-т1 у / —ё— е- —4-<?-

Та ТЬ VI ■■ Тс д1^ а-«—^ а -1-— \/К (1) \

0 2км 1 г 1 АН-РК1

Рис.8. Сбалансированный (по отсечкам) разрез Отраднинской антиклинали и его восстановленный разрез. Пунктиром отмечены скважины, расположенные рядом с профилем. Профиль проходит вкрест Отраднинской антиклинали через скв. Суларская 242-0.

Свиты, толщи: VI - верхоленская, о1-пИ - олекминская-метегерская, п1-& - нелбинская-толбачанская, да - юре-ганская, '.¡г-Ы - юряхская-билирская, иэ-кс! - успунская-куцулахская, ajn - аянская, И - торсальская. VI - подторсаль-ский карбонатно-терригенный вендский комплекс. АЯ-РЛ} - кристаллический фундамент.

и телгеспитском горизонтах.

Отсутствие высокоамплитудных надвигов во фронте антиклинали и неоднократное повторение аянско-билирских карбонатов в разрезах скважин, при их пологом залегании, свидетельствует о стогообразном дуплексе. В подошве чешуй наиболее древними являются карбонатные отложения аянской толщи, что указывает на приуроченность детачмен-та к подстилающим торсальским солям. Кровельный надвиг дуплекса связан с границей билирской и юрегинской свит, так как билирские карбонаты являются наиболее молодыми в разрезах чешуй и стратиграфически выше тектонических повторений не отмечается.

Вдоль тылового крыла антиклинали полосой шириною 4-6 км развиты отложения верхоленской свитй. В соответствии с палеостратиг-рафическим , разрезом, а также данными пробуренных здесь скважин Мурбайской 1р и 314-2, тектоническое утолщение в пределах этой структурной террасы составляет около 500 м и равно оно вертикальной амплитуде рампа, связанного с перескоком надвига с торсальских солей на юрегинские (рис. 8). В ядре Отраднинской антиклинали вскрывается олекминская свита и верхи толбачанской. В соответствии с палеостратиграфическим разрезом утолщение здесь составляет 1000-1200м и примерно равно оно двум толщинам аянско-билирских карбонатов. Эти данные, при отсутствии информации о внутренней структуре дуплекса, позволяют принять двухярусный вариант строения. Реально, судя но скв.242-0, ситуация здесь более сложная. • Утолщение в 1000-1200 м достигается за счет четырехкратного повторения отдельных частей аянско-билирского разреза. Дуплекс с таким строением достаточно определенно можно реконструировать только при наличии скважин, в которых выполнен структурный каротаж. Наклона слоев, определенного по керну, бывает недостаточно, во-первых, из-за его неполноты, а Ео-вторых, из-за того, что ориентировка чешуй может быть как фронтальной, так и тыловой. При отсутствии такого каротажа, строение дуплекса приходится реконструировать по взаимоотношению отсечек. Например, залегание юряхской свиты на билирской (гл.625 м) свидетельствует о том, что скважина пересекла висячую отсечку, подстилаемую субпластовым кровельным надвигом. Выполненная таким образом реконструкция свидетельствует, что амплитуда горизонтального сокращения вдоль профиля, проходящего через скв. 242-0, составляет около 20 км "(расстояние между точками "С" на восстановленном разрезе, рис. 8).

Залегание олекминской-толбачанской свит в ядре, наличие структурных террас на крыльях и отсутствие высокоамплитудных надвигов во фронте являются характерными не только для Отраднинской ан-

тиклинали, но и для ряда других, закартированных на левобережье Нюйско-Джербинской впадины*. На этом основании при реконструкции Средненюйской, Борулахской, Хотогинской антиклиналей использовалась модель строения Отраднинской антиклинали.

Перескок детачмента с торсальских солей на более древний стратиграфический уровень происходит, по-видимому, в основании Мухтуйской антиклинальной зоны. На это указывает скв. Мухтуйская 75.6, вскрывшая подторсальские отложения на глубине 1644 м, что на 1/5-1.6 км выше палеостратиграфической глубины. На какой именно стратиграфический уровень происходит перескок детачмента утверждать трудно. Широкое развитие в пределах Северо-Мухтуйской антиклинали отложений нижней части чарской свиты, слагающих первую по отношению к смежным синклиналям структурную террасу, может указывать на то, что детачмент связан здесь с кровлей фундамента. В настоящее время чарская свита залегает на 1,3-1,5 км выше своего палеостратиграфического положения, а это может означать, что детачмент перескакивает на стратиграфический уровень, расположенный на 1,3-1,5 км глубже торсальских солей. На такой глубине в районе Северо-Мухтуйской антиклинали, судя по геофизическим данным, находится кровля фундамента.

В пределах Мухтуйской антиклинальной зоны наиболее изучена Северо-Мухтуйская антиклиналь. Здесь пробурено две скважины, проведены сейсморазведочные работы. Антиклиналь доступна для изучения в береговых обрывах рек Лена и Бол.Контайка. Северо-Мухтуйская антиклиналь симметрична, фронтальные взбросы отсутствуют, что указывает на ее рамповую или дуплексную природу. В локальных антиклиналях, осложняющих свод, вскрывается толбачанская и даже аналогии юрегинской свиты и верхов иктехской серии. Утолщение здесь достигает 3 км. Это может свидетельствовать о двухярусном дуплексе, сложенном подторсальскими карбонатно-терригенными отложениями ри-фея и венда.

5.2. Баланс укорочений. Одна из наиболее сложных проблем реконструкции структуры дуплексных систем - это проблема баланса укорочений по слоям, которые участвуют в дуплексировании и слоям их перекрывающим. Возможны два варианта трансляции смещений на выходе из дуплекса: вперед (модель-С.Бойера и Д.Эллиотта) и назад (модель К.Бэнкса и И.Варбатона). В обоих случаях суммарное укорочение по дуплексным слоям должно быть равным укорочению по перекрывающим слоям. Укорочение в перекрывающих слоях в основном' реализуется за счет образования складок и надвигов, хотя.возможно также укорочение за счет уплотнения -и расплющивания породы, которое пе-

ред фронтом дуплексов может достигать 15% (Geiser,1988).

Проблема баланса укорочений неоднозначно решается и для дуплексных структур Нюйско-Джербинской впадины. Например, в Отрад-нинской антиклинали укорочение по аянско-билирским слоям достигает 20 км. Соответственно такое же укорочение должно быть и в перекрывающих слоях. Анализ структуры территорий, расположенных к северу от антиклинали, свидетельствует, что суммарная горизонтальная составляющая деформаций здесь вряд ли превышает 6 км. Это означает, что • укорочение в Отраднинской антиклинали не может полностью компенсироваться трансляцией смещений вперед. Модель К. Бэнкса и И.Варбатона предполагает, что обратное надвигание по юрегинским солям транслировалось на расстояние не менее 60 км, поскольку ближайшей структурой, в которой можно было бы скомпенсировать укорочение в 14 км. является только Мухтуйская антиклинальная зона (в Нюйской синклинали подобные структуры отсутствуют). В такой вариант не легко поверить, хотя в настоящее время известны примеры из хорошо изученных надвиговых поясов,в которых обратные субпластовые смещения транслируются и на большие расстояния (до 150 км).

5.3. Особенности нефтегазоносности. В строении надвиговой системы, на большей части левобережья, терригенный венд не участвует. Основные перспективы надвиговой системы следует, по-видимому, связывать с аянско-билирскими карбонатами, слагающими дуплексы. Также, как и на смежной территории Непско-Ботуобинской антек-лизы, проницаемые горизонты могут быть связаны с билирской и юряхской свитами. Кроме того, здесь возможно формирование трещинных коллекторов. Этот тип коллектора является обычным для карбонатных комплексов, слагающих дуплексные и рамповые структуры. Первоочередными объектами поиска на левобережье могут быть Средне-нюйская и Мурбайская антиклинальные зоны.

В пределах Мухтуйской антиклинальной зоны происходит перескок-детачмента с торсальских солей в кровлю фундамента и в ее строении участвуют терригенные отложения венда и рифея. Но сохранение гранулярных' коллекторов маловероятно из-за больших палеоглубин погружения и влияния стресса. Ожидается, что средняя пористость песчаников здесь будет меньше 6%. ,

Более вероятно в пределах Мухтуйской антиклинальной зоны вскрытие проницаемых горизонтов в аянско-билирских карбонатных от-'ложениях: Известно, что карбонатные коллектора присутствуют в отложениях. испытавших более значительные катагенетические преобразования. чем- терригенные. Такая ситуация характерна и для рассмат-рйваемого региона. - В зоне сочленения Нюйско-Джербинской впадины и

Байкало-Патомской складчатой области в долине р. Бол.' Патом в тин-новской и эльгянской свитах присутствуют прослои кавернозно-поро-вых доломитизированных известняков и вторичных доломитов с пористостью 10-17%, тогда как в разделяющей их пестроцветной свите, а также в подстилающей джербинской свите, вскрываются кварцитовидные песчаники с пористостью 1-3%. Присутствие ка'рбонатных коллекторов в зоне сочленения со складчатой областью позволяет надеяться на их распространение и на правобережье Нюйско-Джербинской впадины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реконструкция строения надвиговых поясов в рамках" методики сбалансированных разрезов тем достовернее, чем более надежно определены палеостратиграфический разрез и глубина до автохтона. В настоящей работе предлагается независимый от бурения и сейсморазведки способ определения этих характеристик, а также ряда других, по отражательной способности витринита. отобранного в определенных структурных позициях на поверхности. - Характеристики, рассчитанные по отражательной способности, затем используются в качестве исходных данных при геометрической балансировке. Такой подход позволяет выявлять крупные структурные ловушки и определять их пространственное положение на региональном этапе изучения надвиговых поясов.

В пределах надвиговых поясов выделяется множество структурных ловушек, но большинство из них сложено настолько сильно преобразованными отложениями, что гранулярные коллекторы не сохраняются. Поэтому для локального прогноза нефтегазоносности важно не только выявление ловушек, но и оценка преобразованности и- коллекторских свойств отложений, которыми они слагаются. Для этого в начале оценивается пористость в соответствии с максимальной палеоглубиной погружения, а затем определяется влияние стресса.

• На основании такого подхода проанализированы позднекайнозойс-кий Индигиро-Зырянский, позднемезозойский Предверхоянский и сред-непалеозойский Нюйско-Джербинский надвиговые пояса. Все они характеризуются дуплексным строением. В Индигиро-Зырянском надвиговом поясе наиболее крупные структурные ловушки, сложенные допустимо преобразованными отложениями, связаны с фронтальными стогообразны-ми дуплексами. В центральных сегментах Предверхоянского надвигово-го пояса допустимо преобразованные отложения прогнозируются в тыловых дуплексах, что связано с соскладчатым конседиментационным формированием этих структур и. как следствие, сравнительно небольшими палеопогружениями. В пределах Нюйско-Джербинского надвигового пояса основные перспективы связываются с аянско-билирскими карбонатами. слагающими дуплексные структуры на левобережье р.Лены.

Основные работы опубликованные по теме диссертации:

Структура и эволюция земной коры-Якутии /Гусев Г.С..Петров А.Ф.. Фрадкин Г. С. .Булгакова М. Д. .Гайдук В.В. и др. - М.: Наука, 1985.-248с.

Gayduk V.V. The middle paleozoic Vllyuy rift system // Geotecto-nics. 1987, v. 21. - P. 247-255.

Гайдук В. В., Гриненко О.В.. Имаев B.C., Сафронов А.Ф., Сергеенко А.И. Перспективы нефтегазоносности Индигиро-Зырянского прогиба \\ Геологические и экономические аспекта освоения нефтегазовых ресурсов Якутии. - Якутск: ЯФ СО АН СССР. 1988.- С. 85-91.

Гайдук В.В. Вилюйская среднепалеозойская рифтовая система.-Якутск: ЯФ СО АН СССР,'1988. - 128 с.

Гайдук В.В.,Сюндюков И.Ш.,Гриненко О.В. .Имаев B.C. Строение и неф-тегазоносность кайнозойского Индигиро-Зырянского прогиба //Тектоника и нефтегазоносность Якутии,- Якутск: ЯНЦ СО АН СССР,1989.-С.75-87.

Палеоген и неоген Северо-Востока СССР / Гриненко О.В., Жарикова Л. П., Фрадкина А.Ф., Гайдук В. В. и др..- Якутск: ЯНЦ СО АН СССР. -

1989. т- 184 с.

Сюндюков И.Ш..Гайдук В.В. Историко-генетические предпосылки нефтегазоносности Индигиро-Зырянского прогиба // Нефтегазоносность и вопросы освоения месторождений нефти и газа Якутии.- Якутск: ЯНЦ СО АН СССР. 1990.- С. 39-49.

Гайдук В. В.. Гриненко О.В. .Имаев B.C., Сюндюков И.Ш. Позднекайно-зойская складна-. 'сть Илинь-Тасского антиклинория (Верхояно-Колымская складчатая область) //Докл. АН СССР.-1990.-Т. 312.-N2.-С. 431-434.

Гайдук В.В., Сюндюков И.Ш. Реконструкция мощности верхнеюрско-кай-нозойских отложений Индигиро-Зырянского прогиба // Литология нефтегазоносных и угленосных отложений Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО АН СССР,

1990. - С. 39-49.

Гайдук В.В. Термическое давление,эмиграция флюидов и образование вторичной пористости // Геология и геофизика.-1991.- N6.-С. 81-85.

Гайдук В. В. Оценка глубины залегания автохтона // Геология и геофизика. - 1992. - N8. - С. 35-37.

Gayduk V. У. Thermodynamics of kerogen maturation and energy of primary migration // Abstracts of the Second International Symposium Thermodynamics of Natural Processes.- Novosibirsk,1992. C.100.

Гайдук В.В.Чешуйчато-надвиговая структура Нюиско-Джербинской впадины //Проблемы поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа, в Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1993. - С. 53-60.

Гайдук В.В.,Гриненко 0.В.,Сюндюков И.Ш. Возраст складчатости Мо-мо-Зырянской впадины //Тихоокеанская геология. - 1993,- N3,- С. 99-108.

Гайдук В. В., Сюндюков И.Ш. Потенциальные ловушки углеводородов в чешуйчато-надвиговых структурах Китчанского выступа // Проблемы поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа в Якутии. -Якутск: ЯНЦ СО РАН. 1993. - С. 46-52.

Гайдук Б.В..Сюндюков И.Ш. Чешуйчато-надЕиговая структура Индиги-ро-Зырянского прогиба //Тихоокеанская геология.- 1993.- N4.-С.86-95.