Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Секвенс-стратиграфия триаса Восточно-Баренцевского осадочного бассейна

ВАК РФ 25.00.02, Палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации по теме "Секвенс-стратиграфия триаса Восточно-Баренцевского осадочного бассейна"

На правах рукописи

Васильев Виктор Евгеньевич

СЕКВЕНС-СТРАТИГРАФИЯ ТРИАСА ВОСТОЧНО-БАРЕНЦЕВСКОГО ОСАДОЧНОГО

БАССЕЙНА

Специальность 25.00.02 - "Палеонтология и стратиграфия"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 2012

005020473

Работа выполнена во ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского"

Научные руководители:

доктор гсолого-минералогических наук,

профессор

кандидат геолого-минералогичсских наук

Официальные оппоненты:

доктор гсолого-минералогических наук

| Корень Татьяна Николаевна | Соболев Николай Николаевич

Дронов Андрей Викторович

кандидат геолого-минералогичсских наук Ведущая организация:

Гаврилова Вера Александровна

Санкт-Петербургский

Государственный

Университет

Защита состоится 10 апреля 2012 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 216.001.02 при "ФГУП Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского" по адресу: Санкт-Петербург, Средний пр., д. 74,199106

С диссертацией можно ознакомиться во Всероссийской Геологической Библиотеке при ФГУП "ВСЕГЕИ" Автореферат разослан 9 марта 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 216.001.02 * Толмачева Т.Ю.

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

Регион Баренцева моря в настоящее время входит в этап освоения, и задача минимизации геологических рисков стоит особенно остро. Одним из важнейших элементов углеводородных систем региона являются терриген-ные формации пермо-триасового возраста. Отложения нижнего и среднего триаса Баренцева моря являются источником углеводородов для юрско-меловых нефтегазоносных комплексов. В центральной части Восточно-Баренцевского бассейна нермо-триасовые отложения составляют более половины всего осадочного чехла и достигают мощностей 10-12 км. Отложения датированы миоспорами, встречены также единичные двустворки, острако-ды, фораминиферы и макрофлора. При этом изученность триасовых отложений недостаточна. Региональные и местные стратиграфические подразделения выделены только в смежных регионах, сейсмостратиграфическое расчленение разреза недостаточно детально. Уточнение расчленения и корреляции триасовых и пермских разрезов особенно важно для повышения достоверности моделирования углеводородных систем Баренцева моря.

Целью данной работы является расчленение разреза и реконструкция ссдиментогенсза верхнепермских и триасовых отложений Восточно-Барснцсвского бассейна на основе секвснс-стратиграфического анализа и численного стратиграфического моделирования.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести секвенс-стратиграфический анализ верхнепермских и триасовых отложений Баренцева моря и примыкающей суши, используя опубликованные и фондовые данные гсолого-съемочных и тематических стратиграфических работ на островах архипелагов Шпицберген, Земля Франца Иосифа и Новая Земля, параметрического и поискового бурения и региональной сейсморазведки в российской части Баренцева моря;

2. Определить стратиграфический объём секвенций;

3. Определить основные тектонические, палеогеографические и хроностра-тиграфические параметры процессов седиментогенеза в в конце перми и триасе;

4. Провести численное моделирование стратиграфического строения и ли-тофациального состава отложений пермо-триасового терригенного комплекса.

Основные защищаемые положения:

1. Пермо-триасовые терригенные отложения расчленяются на 11 секвенций, стратиграфический объем которых устанавливается на основе сопоставления со шкалами секвенций смежных регионов и биостратиграфическими данными.

2. Отложения верхней перми и триаса Восточно-Барснцевского прогиба имеют в основном проградационнос строение с северо-западным направлением проградации.

3. Численное стратиграфическое моделирование, выполненное на основе результатов секвенс-стратиграфического анализа адекватно отражает эволюцию палеогеографических обстановок и литофациальный состав отложений перми и триаса.

Научная новизна:

В результате проведенной работы подготовлена оригинальная схема секвенс-стратиграфического расчленения пермо-триасовых отложений Баренцева моря. Секвенс-стратиграфические границы прослежены в скважинах и сейсмических разрезах Восточно-Баренцсвского бассейна. Построены карты мощностей секвенций. Впервые показано проградационное строение триасовых отложений. Впервые построена численная 4Д-модель формирования пермо-триасовых отложений бассейна. Установлены условия осадкона-копления, показаны зоны конденсации осадочных секвенций, где вероятно формирование нсфтематсринских отложений.

Практическая значимость.

Результаты работы могут быть использованы для уточнения региональных стратиграфических схем перми и триаса Баренцевоморско-го региона. Подготовленные карты глубин залегания изохронных секвенс-стратиграфических поверхностей и карты мощностей секвенций открывают новые возможности для историко-геологического анализа Баренцевоморского и смежных регионов, в том числе для реконструкции тектонической эволюции циркумарктической области. Более высокая, по сравнению с существующими схемами, детализация сейсмостратиграфического расчленения триаса Восточно-Баренцеского бассейна, достигнутая в работе, позволяет увязать сейсмокомплексы триаса норвежского и российского секторов Баренцева моря и может быть использована в интерпретации новых сейсмических данных по Баренцеву морю. Созданная модель осадконакопления и палеогеографические карты являются основой для анализа и моделирования углеводородных систем Баренцева моря и их использование позволит существенно снизить геологические риски при поисковых и разведочных работах на углеводородное сырье.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных конференциях: РАО CIS/Offshore, 2009 г., ICAM VI, Fairbanks, USA, 2011 г., вошли в производственные отчеты.

Личный вклад. Основные результаты работы получены автором в рамках научно-исследовательских работ, подготовки публикаций и докладов. Автор принимал участие в полевых исследованиях на арх. Шпицберген, в обработке результатов изотопно-геохронологического изучения триасовых отложений Баренцева моря, изучении триасовой макрофлоры арх. Земля Франца Иосифа, подготовке баз данных по палеонтологии и биостратиграфии, интерпретации сейсмических материалов. Секвенс-стратиграфический анализ и стратиграфическое моделирование выполнены автором самостоятельно.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 15 печатных изданиях, 4 из которых изданы в журналах, рекомендованных ВАК.

Благодарности Работа над диссертацией велась автором в отделах стратиграфии и палеонтологии и литогеодинамики и минерагении осадочных бассейнов ФГУП ВСЕГЕИ и была закончена в отделе региональных

4

исследований континентальных шельфов ООО Тазпромнефть НТЦ". Автор выражает глубокую признательность научному руководителю H.H. Соболеву и своим коллегам H.H. Косенковой, В.Е. Вержбицкому, Т.Ю. Толмачевой, Л.И. Лукьяновой, Л.А. Фсфиловой, Г.В. Котляр, М. Смелрору, О.Л. Коссо-вой, П.О. Соболеву, В.Н. Зинченко, И.С. Васильевой, Д.И. Леонтьеву, C.B. Малышевой.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Полный объем диссертации 140 страниц текста с 52 рисунками. Список литературы содержит 105 наименований.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследований, формулируется цель, ставятся задачи, определяется практическая значимость представляемой работы. Исследования палеогеографии и лигофациального состава триасовых отложений освещены в фондовых материалах и опубликованы в работах российских и норвежских специалистов [Smelror et al, 2009; Басов и др., 2009; Worsley, 2008]. Большинство исследователей отмечает терригенный характер осадконакопления, континентальный, мелководно-морской и морской генезис осадков и субмсридиональную фациальную зональность с повышением мористости осадков с юго-востока на северо-запад. Стратиграфическое расчленение разреза проводится на хроностратиграфической и сейсмо-стратиграфической основе. В триасовом разрезе Баренцева моря выделяются отложения нижнего, среднего и верхнего отделов, которые сопоставляются с сеймокомплексом (1-Б). Внутри сейсмокомплекса выделяются отражающие горизонты Al и А2, условно сопоставляемые с кровлей нижне- и среднетриа-совых отложений. Учитывая особенности сейсмической картины триасового комплекса, выделение этих горизонтов, а также отражающего горизонта I (подошва сейсмокомплекса) сопряжено со значительными трудностями и не всегда возможно. Триасовые отложения вскрыты поисковыми скважинами на Адмиралтейской, Крестовой, Ферсмановской, Северо-Кильдинской, Мурманской, Лудловской, Штокмановской, и Куренцовской площадях. Из них на Северо-Кильдинской, Мурманской, Адмиралтейской и Крестовой, согласно биостратиграфическим данным, вскрыты отложения нижнего триаса, а на Адмиралтейской также и перми. Исследования керна показали, что тонкозернистые отложения триаса обогащены органическим веществом и могут представлять интерес для нефтяной геологии. Таким образом, триасовые отложения на шельфе Баренцева моря слагают терригенный комплекс значительной мощности, включающий интервалы разреза, обогащенные органическим веществом как континентального, так и морского генезиса, чередующиеся с интервалами грубообломочных осадков. Распределение литофаций контролируется историей формирования этого иалеобассейна, которая развивалась под действием таких факторов, как тектонические движения, эвстатические колебания уровня моря, распределение и интенсивность источников сноса на протяжении всего его развития. Решение задачи расчленения и корреляции разреза в условиях относительно низкой изученности бурением требует комплексного подхода с учётом всех этих факторов. Для прогноза нсфтегазонос-ности триасового комплекса необходимо использовать методический аппарат

секвснс-стратиграфии, в задачи которой входит прогнозирование распространения коллекторов, и нефтегазоматеринских пород, что особенно актуально с развитием бассейнового моделирования. Идентификация трансгрессивных трактов и конденсированных интервалов разреза даст возможность предсказать латеральное распределение нефтематеринских отложений, поскольку содержание в обломочных породах органического вещества морского типа контролируется палеобатиметрией и скоростью осадконакопления. Органическое вещество гумусового типа тяготеет к интервалам агградации прибрежных фаций и ранним стадиям трансгрессии. Для оценки катагенетической зрелости нефтематеринских пород необходима реконструкция тепловой истории региона и понимание геодинамических условий развития осадочного бассейна [Allen, 2005]. Механизм формирования Восточно-Барснцевского прогиба до сих пор не имеет однозначной интерпретации. В качестве возможных причин его формирования разными исследователями указываются рифтогенные процессы, флексурная тектоника, изостатическое погружение, вызванное глубинными процессами и любая комбинация этих факторов. В этой связи расчленение разреза на секвенции, ограниченные синхронными в геологическом смысле поверхностями несогласий, может дать новую информацию для тектонических реконструкций и выяснения геодинамической природы и скорости прогибания, что в свою очередь приведет к уточнению геологического строения и стратиграфии триасового комплекса. В настоящей работе проводится попытка комплексного секвенс-стратиграфического и седиментологи-ческого исследования триаса Баренцева моря.

Первая глава посвящена состоянию геолого-геофизической изученности региона и фактическому материалу, использованному в диссертационной работе (рис. 1). Приводятся сведения о проведённых в регионе стратиграфических исследованиях, геологической съёмке, параметрическом и поисковом бурении и региональных сейсморазведочных работах.

Геологическое строение Баренцевоморского региона освещено во многих публикациях. К их числу относятся в первую очередь труды И.С. Грамберга, Я. П. Маловицкого, В. Харланда, M.JI. Вербы, О.И. Супруненко, H.H. Соболева, Б.В. Сенина, Э.В. Шипилова, В.И. Устрицкого, В.А. Басова, Н.М. Ивановой, А.К. Худолея, A.B. Ступаковой. Изучением Баренцевоморского региона занимались такие организации, как ФГУП "ВНИИОкеангеология", ФГУН-ПП "Севморгсо", ОАО "МАГЭ", ОАО "Арктикморнефтегазразведка", ФГУП "ВСЕГЕИ" и другие. Триасовые отложения Баренцева моря разносторонне исследованы по материалам параметрического и морского бурения [Бро и др., 1988, 1989] и в естественных обнажениях на архипелагах Свальбард [Tozer, 1968; Worslcy, 1973; Пчелина, 1972; Moerk, 1982; Harland, 1997], Новая Земля [Устрицкий, 1981; Черкесов, Макаров, 1982]. На юго-западе Норвежской части Баренцева моря триасовые отложения изучены по материалам морских скважин [Bugge, 1995; Brekke, 2001]. Биостратиграфия триасовых отложений востока Баренцева моря детально исследована Л.А. Фефиловой, М.В. Корчинской, западной части - J.O. Vigran, G. Mangerud и др. Сейсмострати-графическим исследованиям триаса гюевещены работы Е. Gferstad-Clark, F. Riis, Б.В. Сенина, C.B. Алехина, Дараган-Сущовой Л.А. и др. Разработкой секвенс-стратиграфических схем региона занимались A. Moerk, В.А. Басов.

1ИЛьчековска1 ступень

^Цирблтейская-}

1^повская^Крёсто/ая-1

пив5®"*1

Мечтрально-3

седл<

ювское

* ^^р°таихинский

Минская-

«жое

Рис. 1: Схема использованных геолого-геофизических материалов: 1 - поисковые скважины, 2 - сейсмоирофили, использованные для секвенс-стратиграфического анализа, 3 -морская граница России и Норвегии, 4 - месторождении углеводородов, 5 - граница тектонических элементов

Вторая глава посвящена описанию методических основ работы. Раскрывается методика изучения сейсмических разрезов и каротажных кривых, сфокусированного на выделении хроностратиграфически значимых поверхностей. Показаны основы построения и интерпретации диаграмм Уиллера. Раскрыты критерии идентификации системных трактов в скважинах и сейсмических разрезах. Освещен вопрос истории и современного состояния численных стратиграфических моделей для карбонатных и терригенных систем осадконакопления.

В третьей главе приводится обзор геологической истории Баренцево-морского региона, рассматриваются предпосылки и факторы ссдиментогене-за в поздней перми и триасе.

Палеоконтинент Балтика сформировался в палеопротерозое. Неоироте-розойская складчатость образовала Тиманский складчатый пояс и фундамент Тимано-Псчорской платформы, в состав которой входит южная часть Восточно-Баренцевского бассейна. Структуры тиманид прослеживаются в северо-западном направлении на шельф Баренцева моря от п-ова Канин вдоль Кольско-Канинской моноклинали. Каледонские события затронули, западную и северную части баренцсвоморского региона. Орогенез этой фазы завершился в раннем девоне и привел к консолидации Балтики и Лаврентии с образованием Лавразии. Каледонские структуры имеют северо-восточное простирание и прослеживаются в фундаменте Баренцсвоморского региона [Соболев и др., 2008; Ваггеге, 2009]. Каледонский этап проявился в нижнем комплексе осадочного чехла, представленном нижнепалеозойскими терриген-ными отложениями передового прогиба, развитыми в южной части бассейна и в Печорском море. Современный структурный план региона сформировал Уральский тсктогенез, охватывающий интервал от позднего девона до триаса. Его начало связано с плитной перестройкой, приведшей к активизации восточной окраины Лавразии и началу субдукции коры Уральского океана. При этом, начиная с девона, бассейн осадконакопления испытывал устойчивое малоамплитудное тектоническое погружение. В этих условиях формировалась преимущественно карбонатная часть разреза с комплексом рифовых формаций, демонстрирующим ретроградационное строение. К концу ранней перми весь бассейн представлял собой затопленную карбонатную платформу с средними глубинами моря около 500 м. Уральский ороген, возникший в середине перми, явился основной питающей провинцией для Восточно-Баренцевского прогиба, что подтверждается изотопно-геохимическими и минералогическими исследованиями источников сноса. В частности, определение И-РЬ возраста детритовых цирконов из триасовых отложений Баренцева моря показало, что основным источником терригенного материала являлся орогенный пояс с широким развитием каменноугольно-пермских гранитов [Худолей, 2006; Петров, 2009]. В западных районах Баренцева моря и Шпицбергена отмечается влияние Восточно-Европейской платформы и Гренландской палеосуши [Моегк, 1999].

В четвертой главе описана разработанная секвенс-стратиграфическая схема (рис. 2,3,4). Даётся биостратиграфическое обоснование возраста секвенций, описываются детали их строения.

Пермские секвенции Исследуемый интервал разреза захватывает регрессивную часть нижне-средненермской секвенции Р20, которая фиксирует последовательную смену глубоководного некомпенсированного карбонагно-кремнистого осадконакопления на терригенные нроградационные последовательности. Поверхность максимального затопления секвенции близка к традиционно выделяемому на юго-востоке Баренцева моря отражающему горизонту 1а. На Новой Земле и о. Колгуев эта смена отмечается на уровне ар-тинекого и кунгурского ярусов [Sobolev, Nakrem, 1996; Шишлов, 2008], тогда как на платформе Финнмарк ей соответствует уровень ворда-капитания, а на Шпицбергене захватывает низы лопия. Секвенция РЗО выделяется в объеме северодвинского яруса. Секвенция Р40 выделена в объеме вятского яруса. При этом, поскольку на Шпицбергене выше подошвы группы Сассенда-лен встречены миоспоры лопского возраста, низы группы Сасссндален могут быть сопоставлены с секвенцией Р40.

Граница перми и триаса GSSP подошвы триаса находится в местности Мей-шан, провинция Чжэцзян, Южный Китай, где она совпадает с первым появлением конодонтов Hindeodus parvus [Yin et al., 2001, Lucas, 2010]. Примерно в 18 см ниже GSSP залегает бентонит бывшей "пограничной глины" (Bed 25), 40Ar/39Ar и U-Pb возраст которого совпадает с основной фазой Сибирских платобазальтов и составляет примерно 251Ма [Renne et al., 1995; Bowring, 1998; Metcalfe et al., 1999; Erwin et al., 2002; Kamo et al., 2003]. Эта "пограничная глина" теперь находится примерно в двух конодонтовых зонах ниже новой подошвы триаса. Другая пепловая глина примерно 8 см выше GSSP (Bed 28) даст U-Pb возраст цирконов около 0,7 млн. лет моложе бентонита Bed 25 [Bowring, 1998; Меткалф и др.., 1999]. Другие важные разрезы пограничных отложений перми и триаса находятся в доломитах Италии [Loriga, 1992; Wignoll, 1992], на крайнем севере Канады [Tozer, 1967], в Соляном Кряже Пакистана [Baud et al., 199G], и разрезе Джульфа в Армении. Тем не менее, в литературе обычно используется положение "границы перми и триаса", не совпадающей с уровнем GSSP в Мейшане [Kozur, 1998]. Так, в региональной стратиграфической схеме Баренцсво-Севсрокарского региона [Внииоке-ангеология, 2004] подошва триасовой системы совпадает с бореальной зоной Otoceras concavum, т.е. располагается на три конодонтовые зоны ниже GSSP.

Триасовые отложения Шпицбергена значительно отличаются от подстилающих их пермских пород, поскольку залегают на них несогласно и с резким фациальным контрастом. Персмкие отложения формации Капп Старостин представлены светло-коричневыми кремнистыми и кремнисто-терригенными породами, триасовые породы формации Вардебухта и ее эквивалентов представляют собой темные алевроаргиллиты. Некоторыми авторами [Harland, 1997] отмечается существование слабовыраженного углового несогласия в основании формации Вардебухта.

Отсутствие руководящих ископаемых в верхних слоях группы Темпель-фьорден не дает возможности определить точное положение границы перми и триаса [Chwieduk, Е. 2007]. Резкое изменение сильноцементированных спи-кулитовых сланцев на перекрывающие их некремнистыс глины группы Сасссндален хорошо заметно как в обнажениях, так и на сейсмических разрезах. Базальные слои группы Сасссндален (формация Вардебухта) содержат эле-

Я' ЕШЗ 2 С53 з

Рис. 2: Схема сопоставления секвенций триаса западной Арктики (по [А. ЕтЬгу, 1988; А. Моегк, 1989; V. УазПуеу, 2011]

сз Восточно-Баренцевский бассейн юв

Относительный уровень моря

Свальбард

_ Г

менты донской палинофлоры, а редкая морская макрофауна имеет уже мезозойский облик [Worsley, 2008]. По данным параметрического бурения на границах Нордкапского бассейна базальные сланцы группы Сассендален могут иметь позднснсрмский возраст. В пользу существования перерыва н осад-конакоплении говорит также широкое развитие процессов выщелачивания пермских спикулитов на поднятиях.

В канадском бассейне Свердруп граница перми и триаса проводится но первому появлению Hindeodus parvus и ассоциированных с ним коно-донтов вблизи подошвы формации Блиндфьорд в разрезах фьорда Огто в 30 м выше поверхности максимального затопления. Граница прослеживается по всему бассейну даже при отсутствии руководящей фауны на основе хемостратиграфии по изотопному составу углерода [Grasby, 2009]. Отмечается сходство пограничных разрезов Шпицбергена и Свердруиа. Формация Блиндфьорд представлена главным образом серыми и серо-зелеными слюдистыми алевролитами, переслаивающимися с серыми аргиллитами. Формация залегает со стратиграфическим несогласием на кремнистых известняках с пермской фауной [Tozer, 1963]. Границу систем обычно связывают со значительным субаэральным несогласием в котором теряется важная часть геологической летописи. В Свердрупском бассейне можно увидеть другую картину [Bcauchamp, 2006; 2009], где переход от верхней перми к нижнему триасу характеризуется последовательной сменой осадочных секвенций: регрессивный тракт с поздненсрмскими глубоководными кремнистыми сланцами и кремнями (формация Ванхаусн), переходящими в кремни мелкого шельфа (толща Линдстрём), поздненсрмским трансгрессивным трактом с черными кремнями, вверх по разрезу переходящими в кремнистые сланцы и иозднепермско-раннетриасовый регрессивный тракт с глубоководными глинами переходящими в алевролиты и песчаники (формация Блиндфьорд). На окраинах бассейна нижний регрессивный тракт перекрывается трансгрессивными отложениями с резким эрозионным несогласием, формируя границу секвенций. Дальше от берега последовательность согласная и граница секвенций может быть идентифицирована на уровне максимальной регрессии. Контакт между пермским трансгрессивным трактом и пермо-триасовым регрессивным в центральных частях бассейна согласный и связан с развитием наиболее глубоководных фаций.

На Печорской плите (Приразломная скважина) раннепермские окрем-ненные аргиллиты перекрыты красноцветными глинами нижнего триаса. На о.Колгуев красноцвстная чаркобожская свита (инд-ранний оленек) с песчаниками, содержащими гравийно-галечный материал и обломки костей наземных позвоночных в основании, с резким контактом перекрывает пачку переслаивающихся сероцветных аргиллитов, алевролитов и песчаников с прослями каменного угля казанско-татарского возраста. Таким образом, здесь перерыв между Пермью и триасом носит в большинстве случаев субаэральный характер.

На западном побережье Новой Земли допускается постепенный переход пермских осадков в раннетриасовые, хотя в разрезе на п-ове Гусиная Земля небольшой перерыв вероятен [Басов и др., 1997 ]. Нижняя граница адмиралтейской свиты проводится в основании пласта песчаников с галькой, лежащего на аргиллитах угленосной шадровской свиты (Р2-3) из которой описаны двустворки Schizodus cf. subobscurus Lieh., Edmondia netschajewi Mur. Выше

11

этого пласта появляются красноцветные породы со смешанным комплексом корродированных миосиор, среди которых присутствуют, индские виды, изредка встречаются морские двустворчатые моллюски. Эта часть адмиралтейской свиты относилась к поздней перми по палеомагнитным данным [Гу-ревич, 1994] и, отчасти, моллюскам, среди которых пермские представители родов Edmondia и Liebea [Устрицкий, 1981; Черкесов, 1982], но в одном из обнажений, отложения которого коррелируются с этой частью разреза, была также встречена нижнетриасовая Claraia cf. stachei Billner.

Центральные части Восточно-Баренцевского бассейна представляют собой одно из немногих мест в Арктике, где осадконакопление вблизи границы перми и триаса не прекращалось. Тем не менее, в юго-восточной части бассейна, где избыточное поступление осадочного материала могло привести к заполнению всего аккомодационного пространства, существование перерыва весьма вероятно.

Секвенция ТгЮ Секвенция выделяется в объеме нижнего подъяруса индского яруса.

Подошва секвенции в скважинах не идентифицируется. Поверхность максимального затопления фиксируется в скважине Адмиралтейская-1 на глубине 3222м, в скважине Крестовая-1 на глубине 3946м, хорошо идентифицируется на сейсмопрофилях и прослеживается на всей площади Восточно-Баренцевского прогиба.

Палинокомплекс А1 [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Немногочисленные Polycingulatisporites spp. (P. triangularis (Bolchovitina) Playford et Dettmann), Aratrisporites spp., (мелкие, тонкоорнаментирован-ные), Kraeuselisporites spp., Pechorosporites dicertus Jaroshenko ct Golubeva, Lundbladispora spp., Convolutispora romanovskaya Tuzhikova, Proprisporites pocockii Jansonius, Retitriletes spp., Limatulasporites spp., Cycadopites spp., Ephedripites scotti (Jansonius) Jaroshenko, Klausipollenities spp., Pilasporites spp., Seidisporites seidensis Virbitskas, Illinites spp., Lunatisporites (=Taeniaesporites) spp., Azonoletes-Asaccites spp., элементы позднепермских комплексов (немногочисленные), в заметных количествах (20-40%) споры и гифы грибов, динофлагелляты, другой фитопланктон.

Секвенция TV20 выделяется в объеме верхнего подъяруса индского яруса.

Подошва секвенции прослежена в скважине Адмиралтейская-1 на глубине 3170м, в скважине Крестовая-1 на глубине 3560м, средняя мощность трансгрессивного тракта 150м. Поверхность максимального затопления удовлетворительно идентифицируется на сейсмопрофилях и прослеживается в северной части Южнобаренцевской впадины и далее на север.

Палинокомплекс A3 [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Доминируют Aratrisporites spp. (появляютя крупные и грубоорнаментирован-ные формы); появляются Calamospora spp., Raistrickia spp. Verrucosisporites spp. (V.narmianus Balmc,), Pleuromeia rossica Neuburg, Proprisporites pocockii Jansonius, Densoisporites spp. (D. nejburgii (Schulz) Balme); присутствуют Polycingulatisporites spp., Retirtiletes spp., Discisporites colliculiniformis (Maljavkina) Warjuchina, Rewanispora foveolata de Jersey, Leptolepidites jonkeri (Jansonius) Jaroshenko et Golubeva, Tatjanispora eximia Tuzhikova,

Рис. 3: Схема корреляции вскрытых скважинами разрезов триаса Восточно-Баренцевского бассейна по результатам секвенс-стратиграфического анализа.

Cirratriradites spp., Warjuchinaspora infracta Tuzhikova, Pilasporites spp., Cycadopites spp., Alisporites australis dc Jersey, Crustaesporites spp., грибы, акритархи, динофлагелляты.

Секвенция ТгЗО Выделена в объеме оленекского яруса.

В скважине Адмиралтейская-1 подошва секвенции прослежена на глубине 2385м, в скважине Крестовая-1 на глубине 2957м, в скважине Куренцовская-1 на глубине 4541м, в скважине Мурманская-24 на глубине 4321м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глубине 2934м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 2774м. Средняя мощность трансгрессивного тракта 355 м.

Палинокомплекс Б [Фсфилова, 1990, 1991,1993; Басов и др., 2000]: Споры в 2-3 раза преобладают над пыльцой: Aratrisporites spp. (до 48%) (тонко-и грубоорнаментированные), Punctatisporites spp., Verrucosisporites spp. (1518%), Raistrickia spp., Densoisporites (Pleuromeia) spp., Pechorosporites spp. (P. disertus Jaroshenko et Golubeva, P. coronatus Jaroshenko et Golubeva), Lundbladispora spp., Leptolepidites spp., Cyclotriletes oligogranifer Madler, Rewanispora foveolata de Jersey, Discisporites spp., Converrucosisporites spp., Osmundacidites spp., Cycadopites spp., Lunatisporites (—Tacmacsporitcs) spp., Klausipollenites spp., Chordasporites spp., Sulcatisporites spp., Falcisporites spp., Triadispora spp., Alisporites spp., Illinitcs? spp., Azonoletes - Asaccites spp., грибы, динофлагелляты, гистрихосфериды, акритархи.

Секвенция Тг40 Выделяется в объеме анизийского яруса. Подошва секвенции прослежена в скважине Адмиралтейская-1 на глубине 195м, в скважине Крестовая-1 на глубине 1577м, в скважине Куренцовская-1 на глубине 3816м, в скважине Мурманская-24 на глубине 3783м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глубине 2238м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 2744м. Средняя мощность трансгрессивного тракта 140 м. Поверхность максимального затопления прослеживается в сейсмических разрезах практически по всей площади бассейна.

Палинокомплекс Д [Фсфилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Leiotriletes spp., Aratrisporites spp., Limatulasporites spp., Dictyophyllidites spp., Osmundacidites spp., Heliosporites coksonae (Klaus) E.Potonie, Perotrilites minor Antonescu et Taugourdeau-Lantz, Lycopodiacidites keupperi Klaus, Concentricisporites spp., Dyupetalum spp., Carnisporites spp., Verrucosisporites spp., Kraeuselisporites spp., Retusotriletes spp., Punctatisporites spp., Warjuchinaspora spp., Conglomeratispora spp., Brachysaccus spp., Vitreisporites spp., Alisporites spp., Ovalipollis spp., Microcachryidites spp., Triadispora spp., Platysaccus queenslandi de Jersey, Staurosaccites quadrifidus Dolby, Illinitcs (=Florinites) spp., споры грибов, водоросли.

Секвенция TV50 Соответствует ладинскому ярусу среднего триаса.

Подошва секвенции прослежена в скважине Адмиралтейская-1 на глубине 152м, в скважине Крестовая-1 на глубине 830м, в скважине Куренцовская-1 на глубине 3047м, в скважине Лудловская-1 на глубине 3735м, в скважине Мурманская-24 на глубине 3096м, в скважине Севсро-Гуляевская-1 на глубине 903м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глу-

14

бине 2119м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 2520м. Средняя мощность трансгрессивного тракта 80 м. Поверхность максимального затопления прослеживается в сейсмических разрезах по всей площади бассейна.

Палинокомилскс Ж [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Dictyophyllidites spp., Annulispora folliculosa (Rogalska) de Jersey, Ddtoidospora sp., Leschikisporis aduneus (Leschik) Potonie, Todisporites spp., Echinitosporites iliacoides Schulz et Krutzsch, Aulisporitcs astigmosus (Leschik) Klaus, Verrucosisporites spp., Polycingulatisporites spp., Aratrisporites tenuispinosus Playford, Heliosporites cooksonae (Klaus) E.Schulz, Laevigatosporites inornatus Warjuchina, Camarozonosporites rudis (Leschik) Klaus, Apiculatisporites spp., Labiipollis spp., Doubingerispora spp., Heliosaccus dimorphus Klaus, Kuglerina spp., Triadispora spp., Staurosaccites spp., Podosporites amicus Schcuring, Samaropollenites spp., Granosaccus spp., Illinites(=Florinites), Vitreispotites spp., Alisporites spp. Двустворки Daonella cf. parva Korch в Ферсмановской скважине.

Секвенция TV60 Выделена в объеме нижнего подъяруса карнийского яруса.

Подошва секвенции прослежена в скважине Крсстовая-1 на глубине 673м, в скважине Курснцовская-1 на глубине 2043м, в скважине Лудловская-1 на глубине 3135м, в скважине Мурманская-24 на глубине 2891м, в скважине Северо-Гуляевская-1 на глубине 675м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глубине 1928м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 1860м. Поверхность максимального затопления прослеживается только в пределах Южнобарен-цевской впадины. Трансгрессивный тракт в среднем имеет мощность около G0 м.

Палинокомплекс И1 [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Dictyophyllidites spp., Leiotriletes spp . Conbaculatisporites spp., Apiculatisporites spp., Leptolepidites spp., Toroisporites spp., Annulispora spp., Coniopteris spp., Semiretisporites spp., Aulisporites astigmosus (Leschik) Klaus, Punctatosporites walkomi de Jersey, Aratrisporites spp., Concavisporites spp., Auritulinasporites spp., Gibeosporites spp., Heliosporites cooksonae (Klaus) E.Schulz, Calamospora spp., Cyclotriletes spp., Polypodiisporites spp., Pechorosporites spp., Deltoidospora spp., Camarozonosporites rudis (Leschik) Klaus, Leschikisporis aduncus (Leschik) Potonie, Ovalipollis spp., Gnetaceaepollenites spp., Podozamites spp., Heliosaccus dimorphus Klaus, Podosporites amicus Scheuring, Minutosaccus spp., Podocarpites (многомеш-ковые) spp., Samaropollenites speciosus Goubin, Corollina spp., Vitreisporites spp., Chasmatosporites spp., Triadispora spp., Microcachryidites spp.

Секвенция Tr70 Выделена в объеме верхнего подъяруса карнийского яруса.

Подошва секвенции прослежена в скважине Крестовая-1 на глубине 488м, в скважине Куренцовская-1 на глубине 2445м, в скважине Лудловская-1 на глубине 2909м, в скважине Мурманская-24 на глубине 2553м, в скважине Северо-Гуляевская-1 на глубине 595м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глубине 1497м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 1741м, Трансгрессивный тракт мощностью в среднем около 65 м. Поверхность максимального затопления прослеживается в пределах Южнобаренцевской впадины и Луд-ловской седловины.

Палинокомплекс И2 [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Aratrisporites fischeri (Klaus) Playford et Dettmann, Dictyophyllidites spp., Concavisporites spp., Punctatosporites walkomi de Jersey, Cibeosporites spp., Osmundacidites spp., Echinitosporites iliacoides Schulz et Krutzsch, Camarozonosporites rudis (Leschik) Klaus, Annulispora folliculosa (Rogalska) de Jersey, Auritulinasporites spp., Deltoidospora spp., Pechorosporites spp., Heliosporites cooksonae (Klaus) E.Schulz, Leschikisporis aduncus (Leschik) Potonie, Kyrtomisporis(-Iraguispora) spp. (единично), Apiculatisporites spp., Toroisporites spp., Aulisporites astigmosus (Leschik) Klaus, Semiretisporites spp., Granosaccus spp., Chasmatosporites spp., Ovalipollis lunzensis Klaus, Classopollis spp., Inaperturopollenites spp., Doubingerispora filamentosa Scheuring, Vitreisporites spp., Heliosaccus spp., Samaropollenites speciosus Goubin, Minutosaccus spp., Podocarpites (многомешковые) spp., Colpectopollis spp.

Секвенция TV80 Охватывает норийский и рэтский ярусы.

Подошва секвенции прослежена в скважине Крестовая-1 на глубине 458м, в скважине Куренцовская-1 на глубине 2259м, в скважине Лудловская-1 на глубине 2585м, в скважине Мурманская-24 на глубине 2311м, в скважине Северо-Гуляевская-1 на глубине 430м, в скважине Северо-Кильдинская-80 на глубине 1313м, в скважине Ферсмановская-1 на глубине 1545м. Трансгрессивный тракт мощностью в среднем около 70м. Поверхность максимального затопления прослеживается но всей площади бассейна.

Палинокомплекс К [Фефилова, 1990, 1991, 1993; Басов и др., 2000]: Dictyophyllidites spp., Concavisporites spp., Gibeosporites spp., Punctatosporites walkomi de Jersey, Kyrtomisporis spp. (20%) (K. corrygatus Cameron), Annulispora folliculosa (Rogalska) de Jersey, Camarozonosporites spp. (С. rudis (Leschik) Klaus, C.laevigatus Schulz, Aulisporites astigmosus (Leschik) Klaus, Heliosporites cooksonae (Klaus) T.Schulz, Zebrasporites spp., Laevigatosporites inornatus Warjuchina, Calamospora spp., Acanthotriletes bradiensis Playford, Polypodiisporites spp., Retitriletes spp., Auritulinasporites spp., Lycopodiumsporites spp., Gleicheniidites spp., Samaropollenites speciosus Goubin (единичны, исчезают), Araucariacites spp., Angustisulcites spp., Heliosaccus dimorphus Klaus, Podosporites amicus Scheuring, Minutosaccus spp., Circulina spp., Classopollis spp., Eucommiidites granulosus Schulz, Podocarpites obsoletus Warjuchina, Chordosporites voltziaformis Visscher, Piceites schatkinskaja Warjuchina, Florinites(=Illinites) spp.

В пятой главе описывается эволюция систем осадконакопления Восточно-Баренцевского бассейна. В основу разработанной автором палеогеографической модели лег проведенный секвенс-стратиграфический анализ и выполненное на его основе численное стратиграфическое моделирование. Модель построена на всю российскую часть акватории Баренцева моря, включая бывшую "серую зону" (рис. 5). Исходные параметры моделирования, в том числе значение мощности секвенций на не охваченные секвенс-стратиграфическим анализом территории, север и запад региона моделирования были получены экстраполяцией с учетом опубликованных данных по сейсмостратиграфии "серой зоны" и норвежского сектора Баренцева моря. Моделирование выполнялось в программном пакете Dionisos (Beicip Franlab).

Рис. 4: Палеопрофиль на момент формирования поверхности максимального затопления секвенции Тг80 (интерпретация автора).

Для секвенции Р20 характерно сосуществование двух различных се-диментационных систем на востоке под влиянием уральского орогена начинается формирование терригенного комплекса, в то время как западные районы, включая Свальбардскую плиту и Финнмарк, все еще находились в зоне кремнисто-карбонатной седиментации. Палеоподнятия развивались в относительно мелководных условиях и могли эпизодически испытывать суб-аэральную эрозию. В отличие от Тимано-Печорской области, где в пермское время накапливались континентальные и дельтовые угленосные формации, в пределах Восточнобаренцевского бассейна следует ожидать развития глубоководных отложений. Зона континентального и нрибрежно-морского осад-конакопления существовала в пределах Кольско-Канинской моноклинали и платформы Финнмарк, однако эти осадки вероятнее всего были уничтожены эрозией при последующей проградации береговой линии.

Палеогеографическая ситуация для секвенция РЗО характеризуется дальнейшей ироградацией береговой линии на запад и незначительным обмелением бассейна, в сочетании с выполаживанием его восточного склона. Палеоглубины в центре Восточнобаренцевского бассейна достигали 500-С00 м. В восточной зоне бассейна формируются континентальные толщи аллювиального генезиса. Зона мелководного шельфа расширяется и занимает всю восточную половину Южнобаренцевской впадины. Максимальные глубины бассейна в сочетании со спокойным гидродинамическим режимом характерны для зоны центрально-баренцевских поднятий, Северобаренцевской впадины, седловины Альбанова и впадины св. Анны. Здесь вероятно развитие обогащенных органическим углеродом глин. На западе продолжали формироваться кремнисто-карбонатные осадки группы Темпельфьорден.

Во время накопления секвенции Р40 заполнение бассейна и его обмеление, в целом, продолжается, максимальные глубины бассейна достигают 300 м и приурочены к восточной части платформы короля Карла, Северобаренцевской впадине и впадине св. Анны. В южной части бассейна преобладали палеоглубины 100-200 м. В районе Куренцовской ступени вероятно развитие

дельтовых фаций с мощными песчаными отложениями. Зона гшяжевых и прибрежных песчано-алевритовых осадков захватывала осевую часть Адмиралтейского поднятия.

В раннеиндское время (секвенция ТгЮ) палеогеографические обстановки обнаруживают зональность северо-восточного простирания. Южнобарен-цевекая впадина к этому времени полностью была вовлечена в континентальное осадконакопление. Зона прибрежного мелководья располагалась в районе поднятия Федынского, Лудловской седловины и Адмиралтейского мегавала. Платформа Бъярмеланд и центрально-баренцсвские поднятия находились в зоне мелкого шельфа. Глубоководные осадки вероятны для Северобаренцев-ской впадины и впадины св. Анны.

Палеогеографическая ситуация на время максимальной проградации секвенции ТгЗО оленекского возраста сходна с предыдущей, дельтовые комплексы захватывали Лудловскую седловину. Континентальные фации преобладали на поднятии Федынского и части Адмиралтейского поднятия. На платформе Финнмарк отмечаются русловые и дельтовые фации. В то же время береговой склон был более крутым, а зона прибрежного мелководья более узкой. В северной части бассейна происходило расширение зоны формирования глинистых осадков.

Для секвенции Тг40 анизийского возраста характерно формирование мощных песчаных фаций дельтового генезиса в районе Штокмановского поднятия, с распространением осадков продельты на восточную часть платформы Бъярмеланд. На севере глубины бассейна достигали 200 м. В Южноба-ренцевской впадине отлагались флювиальные фации с обширным развитием поясов мсандрирования вдоль западного борта впадины. В частности, в этих условиях сформировались песчаные коллекторы Мурманского месторождения.

Ладинский век, в который накапливались отложения секвенции Тг50, характеризуется более мористыми осадками. Максимум проградации береговой линии приходится на центральную часть Южнобаренцевской впадины, на платформах Бъярмеланд и короля Карла возможно развитие зон накопления глин, обогащенных органическим веществом смешанного типа. В районе Северо-Кильдинской площади и Куренцовской ступени формируются песчаные осадки как флювиального, так и прибрежноморского генезиса.

Секвенции ТгбО и Тг70, сопоставляемые соответственно с нижним и верхним карнием, характеризуются максимальной проградацией континентальных условий на северо-запад. Пояса мсандрирования рек занимают области платформы Бъярмеланд и Лудловской седловины, захватывая часть Се-веробаренцевской впадины. К северу простиралась зона мелководного шельфа с глубинами не более 40 м. В верхнем карнии (Тг70) береговая линия немного сместилась на юг, значительные по мощности песчаные тела дельтового генезиса формируются на Ферсмановской площади.

Секвенция Тг80 характеризуется более мористыми осадками, зона мелководного шельфа расширяется, захватывая платформу Бъярмеланд. В середине норийского века значительные области в центральной части бассейна (зона центрально-баренцевских поднятий) подверглись эрозии.

Рис. 5: Аксонометрическое изображение строения пермо-триасового терригенного комплекса по результатам стратиграфического моделирования.

В заключении приведены основные результаты работы:

1. Разработанная секвенс-стратиграфическая схема включает 11 секвенций, из которых три относятся к средней верхней перми, три к нижнему триасу, два к среднему и три к верхнему. Стратиграфические объемы секвенций хорошо соотносятся со шкалами как смежных регионов, так и с эвстатическими колебаниями в триасе и не противоречат палинологическому обоснованию возраста вскрытых скважинами отложений.

2. Установлено, что наиболее мощная часть терригенного разреза перми-триаса Восточно-Баренцевского бассейна накопилась в течение средней перми - оленека, сформировав нроградационные комплексы секвенций РЗО-ТгЗО.

3. Архитектура секвенций в целом подтверждает, что начало терригенного осадконакопления в Восточно-Баренцевском бассейне приходится на середину перми и связано с возникновением источника сноса к юго-востоку от бассейна осадконакопления. Палеотектонические реконструкции и се-диментационное моделирование показало, что средние глубины ранне-пермского морского бассейна превышали 500 м. Компенсация бассейна осадками, поступавшими с герцинского орогена, выразилась в формировании мощных проградационных последовательностей.

4. Отложения большинства секвенций средней перми-триаса в Восточно-Баренцевском прогибе представлены осадочными последовательностями трактов высокого стояния и трактов падения уровня моря. Трансгрессивные тракты занимают подчинённое по мощности значение в разрезе, но идентифицируются практически повсеместно. Отложения трактов низкого стояния, представленные глубоководными конусами выноса идентифицированы только для пермских секвенций РЗО и Р40.

5. Проведенный секвене-етратиграфический анализ свидетельствует в пользу широкого распространения в пермско-триасовых отложениях нефтематеринских пород с органическим веществом смешанного типа, при этом в пермских осадках зоны развития материнских пород занимают как Южнобаренцевскую и Северобаренцевскую впадины, тогда как в триасе органика смешанного типа накапливалась преимущественно в северных областях бассейна, а в Южнобаренцевской впадине более вероятно развитие угленосных пластов.

Публикации автора по теме диссертации

1. Фефилова Л.А., Васильев В.Е. Первые находки некоторых плауновид-ных из триасовых отложений Земли Франца-Иосифа// Стратиграфия и фауна палеозоя и мезозоя Арктики. СПб, ВНИИОксангеология, 2002.

2. Petrov О., Smelror М., Sobolev N., Koren Т., Vasilyev V. Paleozoic and mesozoic geodynamics, paleogeography and sedimentology in the East Barents region//ICAM V, 2007

3. Ebbing, J., Gernigon, L., Koren, Т., Larssen, G.B., Litvinova, Т., Marello, L., Petrov, E.O., Petrov, O.V., Smelror, M., Sjulstad, H.I., Sobolev, N., Vasiliev, V., Werner, S.C. Paleogeographic evolution and present-day structure of the Barents- and Kara Seas, In: 7th Petroleum Geology Conference (PGC VII) - From Mature Basins to New Frontiers, Queen Elisabeth II conference centrc, London, United Kingdom, 2007, p. 35.

4. Petrov O., Sobolev N., Koren Т., Vasilyev V. Palaeozoic and Early Mesozoic evolution of the East Barents and Kara Seas sedimentary basins//Norwegian Journal of Geology, 2008

5. Vasilyev V. Sedimentation and reef-building features in late carboniferous-early Permian sedimentary basins of the barents sea region//33rd IGC, 2008.

6. Petrov O., Smelror M., Sobolev N., Koren Т., Vasilyev V., Petrov E. Geological evolution of the Barents- and Kara Seas hydrocarbon provinces -An integrated VSEGEI, NGU, NPD, StatoilHydro project//33rd IGC, 2008

7. Petrov O., Smelror M., Sobolev N., Koren Т., Vasilyev V., Petrov E. Paleogeographic evolution of the Barents and Kara Seas//33rd IGC, 2008,

8. Васильев В.E., Соболев Н.Н. Секвенс-стратиграфический анализ пермо-триасового палеобассейна восточной части Баренцева моря /'/RAO/CIS Offshore, 2009.

9. Соболев П.О., Соболев Н.Н., Васильев В.Е. Оценка познем елового-кайнозойского воздымания российской части шельфа Баренцева моря и моделирование эволюции нефтегазосодержащих осадочных комплек-cob//RAO/CIS Offshore, 2009

10. Sobolev P., Sobolev N., Koren Т., Vasilyev V., Petrov E. Evaluation of the Late Cretaceous-Cenozoic Uplift and Petroleum System Modeling of the Russian Barents Sea Basin//3P Arctic, AAPG, 2009

20

11. Smerlor М., Petrov О. (ed.) Geological History of the Barents Sea. Atlas. Trondheim, Norway, 2009

12. Vasilycv V. Sedimentology of the Permian - Triassic paleobasin of the Eastern Barents Sea//ICAM V, 2011

13. Верэ/сбицкий В.E., Мурзии P.P., Васильев В.Е., Малышева С.В., Ананьев В.В., Комиссаров Д.К., Рослов Ю.В. Новый взгляд на сейсмостра-тиграфию и углеводородные системы палеозойских отложений СевероКарского шельфа // Нефтяное хозяйство. 2011, №12. С. 18-21.

14. Малышева С.В., Васильев В.Е., Косеикова Н.Н., Ананьев В.В., Комиссаров Д.К., Мурзии P.P., Рослов Ю.В. Моделирование процессов формирования УВ систем Южно-Карского бассейна: принципы и результаты // Нефтяное хозяйство. 2011, №12 С. 13-17.

15. Васильев В.Е. Седиментология иермско-триасового терригенного па-леобассейна Баренцева моря//Газовая промышленность, 2012 (в печати).