Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Строение фундамента центральной части Сибирской платформы

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Строение фундамента центральной части Сибирской платформы"

»> " 'РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОФИЗИКИ И МИНЕРАЛОГИИ

На правах рукописи

СТАРОСЕЛЬЦЕВ Кирилл Валерьевич

СТРОЕНИЕ ФУНДАМЕНТА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

04.00,04 - геотектоника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1992

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте геологин, геофизики и минерального сырья (СНИИГГиМС) НПО "Сибгео"

Научный руководитель - академик РАН В.С.Сурков

Официальные.оппоненты: член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук Ч.Б.Борукаев

Оппонирующая организация: Восточно-Сибирский научно-иссле-

на заседании-специализ , I-

ном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск, 90, Университетский пр-т, 3, конференц-зал.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН Автореферат разослан 1992 г.

доктор геолого-минералогических наук Н.М.Мандельбаум

довательский институт геологии геофизики и минерального сырья (ВостСибНИИГГиМС, г.Иркутск)

Защита состоится

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат геолого-минералогических

Е.М.Хабаров

российская .....!

ГОСУДЛ»-с гооиная

БИБЛИОТЕКА ВВЕДЕНИЕ •

Актуальность темы'. Необходимым элементом изучения нефтега-зоперопективных территорий Сибирской платформы является анализ строения их фундамента. Выявление особенностей вещественного состава, блоковой структуры, дизъюнктивной тектоники погребенного фундамента и характера связи с ним отложений чехлй не толь-• ко существенно дополняет имеющиеся знания по тектонике докембрия Сибири, но и обнаруживает закономерности, которые необходимо учитывать при поиске углеводородов (прежде всего в позднедо-кембрийских отложениях).

Часть этих вопросов традиционно решалась для Сибирской платформы преимущественно геофизическими методами - с помощью интерпретации разномасштабных карт магнитного и гравитационного полей и сейсмических материалов. Эти работы, ведущиеся уже в течение десятков лет в ряде геологических .организаций, привели к созданию карт рельефа поверхности фундамента и тектонических карт, несколько отличающихся в зависимости от состояния изученности геофизическими методами и глубоким бурением на момент составления.

Большую роль при расшифровке структуры фундамента играют в последнее время результаты аэрокосмических исследований земной. поверхности. При этом для выявления особенностей вещественного состава погребенного фундамента в качестве "петротипов" ранне-докембрийских образований использовались детально изученные(осо-бенно в 80-е годы) комплексы пород (серии, толщи и т.д.) в пределах Алданского щита и Анабарского массива. На их склонах в зонах неглубокого залегания поверхности фундамента по характерным особенностям магнитного поля эти комплексы прослеживаются достаточно ясно. При значительном удалении от выходов кристаллических пород на поверхность, тем более на глубинах более I-2 км однозначная интерпретация почти невозможна. В таких случаях информация, полученная с помощью глубокого бурения представляет исследователям возможность' более или менее достоверно расшифровать строение погребенного фундамента.

Для Русской платформы такие работы ведутся систематически и уже давно с привлечением большого числа высококвалифицированных петрологов. Положение очень облегчается тем, что территория'

этой платформы покрыта густой сетью скважин, вскрывших фундамент (многие тысячи), то есть степень петрологической изученности и; соответственно, достоверности картирования перекрытых чехлом комплексов весьма высока.

На территории Сибирской платформы пробурено на порядок меньше глубоких скважин, что связано с целым рядом причин. Тем уникальнее информация, полученная при изучении керна фундамента в пределах нефтегазоносных областей (НГО). При этом большая чаеть керна фундамента, к сожалению, теряется безвозвратно или даже уничтожается.

Систематические петрологические исследования керна погребенного фундамента велись только исследователями ВостСибНИИГГиМС для территории Иркутского амфитеатра. Что касается Бсей платформы в целом и центральной ее части в частности, то здесь работы велись лишь на уровне макроскопической диагностики ("гранит", "гнейс", "сланец" и т.д.) и отдельных детальных описаний шлифов, пород наиболее интересных скважин. Соответственно, попытки обобщения этих материалов если и предпринимались, то на недостаточной основе, без массовых описаний шлифов по отдельным территориям, без привлечения химических и иных специальных анализов и статистических методов.

Перечисленными обстоятельствами обуславливается . актуальность дальнейшего изучения состава и тектоники фундамента нефтегазоносных областей Восточной Сибири.на основе систематических" петрологических исследований керна с привлечением ранзе выполненных реконструкций при помощи различных геофизических методов. Особый интерес представляет выявление закономерностей влияния состава и структуры фундамента на развитие и нефтегазоносность нижних комплексов осадочного чехла.

Цель работы. Анализ и уточнение закономерностей строения и формирования фундамента наиболее прогнутых нефтегазоносных областей центральной части Сибирской платформы путем широкого использования детальных петрологических исследований керна глубоких скважин и увязки их результатов с построениями, ранее выполненными для этой территории на основе комплекс! ой интерпретации геофизических материалов.

Задачи исследования

I. Обоснование методики изучения пород фундамента в усло-

виях центральной части Сибирской платформы.

2. Выделение и систематизация типов (групп,комплексов) пород погребенного фундамента Байкитской, Анабарской и Непско-Бо-туобинской аьте$лиз-и Сюгджерской седловины, а также сопоставление с аналогами этих комплексов в пределах Алданского, Анабар-ского щитов и обрамления платформы. —

3. Восстановление основных событий и их последовательности в раннедокембрийской истории исследуемого региона.

Уточнение тектонической карты кристаллического фундамента Сибирской платформы.

5. Выявление влияния состава и строения фундамента конкретных структур на.формирование и нефтегазоносность перекрывающих комплексов чехла.

Основные защищаемые положения:

1. Необходимым элементом изучения строения и истории'формирования погребенного фундамента центральной части Сибирской платформы наряду с геофизическими данными является систематический петрологический анализ керна вскрывших его глубоких скважин.

2. Изменения соотношений объемов,' времени и маета формирования преобладающих в фундаменте центральной части Сибирской платформы различных типов гранитоидов предопределено тектоническим режимом докембрийских блоков в пределах рассмотренных в работе надпорядковых структур.

3. Влияние строения фундамента на состав и нефтегазоносность базальных комплексов платформенного чехла в кавдом случае характеризуется определенными особенностями, хотя имеются и общие закономерности, что необходимо учитывать при постановке геолого-геофизических работ на нефть и газ в пределах Сибирской платформы.

Научная новизна. Впервые на основе петрологического изучения керна с применением статистических методов выделены и систематизированы комплексы пород погребенного фундамента центральной части Сибирской платформы, а также сопоставлены с аналогами на выступах фундамента и в пределах обрамления платформы; обобщены данные по абсолютному возрасту и метаморфизму пород;уточнена тектоническая карта кристаллического фундамента Сибирской платформы; составлена (в соавторстве)карта структурно-формационных комплек-

сов фундамента Байкитской антеклизы; определены некоторые особей-ности влияния состава и структуры фундамента на состав, структуру и нефтегазоносность осадочного чехла.

Практическая значимость. Предложенная комплексная методика исследования керна глубоких скважин повышает надежность картирования глубокозалегающих толщ кристаллического фундамента и рекомендуется в сочетании с интерпретацией геофизических материалов для использования в условиях платформенных территорий, имеющих сеть глубоких скважин, вскрывших комплексы кристаллического основания. Результаты работы способствуют повышению достоверности оценки перспектив нефтегазоносности центральной части Сибирской платформы.

Фактический материал и методы исследований. 'Основой для настоящей диссертации получили полевые и камеральные исследования автора, проведенные в течение 1983-1989 годов в процессе работы в СНИИГГиМСе и обучения в заочной аспирантуре этого института в 1987-1990 годах. Изучены образцы керна фундамента из 170 глубоких скважин Сибирской платформы, а та^же естественные размеры раннедокембрийских образований Алданского щита, Байкало-Патомско-го нагорья, Енисейского кряжа, Анабарского массива. Использованы данные геофизических работ восточно-сибирских ПГО, материалы тематических исследований СНИИГГиМС, обобщена обширная опубликованная и фондовая литература по геологии регионов (труды ИГ Я§ СО АН СССР, ИГиГ СО АН СССР, MC АН СССР, ВСЕГЕИ«ВостСибНИИГГиМС и др.), по теоретическим и методическим проблемам.

В работе применен комплекс современных методов' исследований кристаллических пород - петрологическое изучение шлифов, силикатный химический и спектральный анализы пород, электронно-мик-розондовый анализ минералов-индикаторов метаморфических фаций (микрозонд Самевах)., использовались разные виды пстрохимических диаграмм, классификационный метод В.Е.Гендлера. Для статистической обработки результатов химических анализов применялись критерий Родионова для малых выборок и критерий Фишера.Расчеты проводились с помещыо ЭВМ БЭСМ-6 и программируемого микрокалькулятора М&-55. Лично автором выполнены: методическая работа, статистические расчеты, отбраковка образцов керна, все описания шлифов и построение всех видов диаграмм и графиков, использованных в работе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, проиллюстрированных 9 рисунками, 8 приложениями и'З таблицами. Список использованной литературы содержит 87 наименований.

■ Апробация и публикация результатов. Отдельные положения диссертации докладывались на всесоюзных и региональных конференциях и семинарах молодых ученых и специалистов СНИИГГиМСа. (Новосибирск, 1986), КО СНИИГГиМС (Красноярск, 1988), Дальневосточного геологического института ДВО АН СССР (Владивосток, 1988), Института геологии и геохимии горючих полезных ископаемых АН УССР -(Львов, 1989, 1990), конференции "Актуальные вопросы региональной геологии Сибири" (Новосибирск, 1990).

По теме диссертации опубликовано 6 работ. Автор глубоко признателен научному руководителю академику АН СССР В.С.Суркову и.кандидату геол.-мин.наук М.П.Гришину, за постоянное содействие в работе.искренне благодарен своим коллегам Л.В'.Старцевой, кандидатам геол.-мин.наук Б.Г.Краевскому, А.М.Пустыльникову,А.В.Ми-гурскому за квалифицированные консультации, а также кандидатам геол.-мин.наук А.Ф.Петрову и А.П.Смелову, советами и фактическим материалом которых автор неоднократно пользовался. Хотелось- бы сказать слова благодарности Н.Г.Шершневой и Н.В.Лысовой за помощь в техническом оформлении работы.

ГЛАВА I

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 0 ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

1.1.Фундамент

В изучении строения фундамента Сибирской платформы 'можно выделить два генеральных направления. Это, с одной стороны, исследования петрологии, стратиграфии и тектоники раннедохембрийс-ких комплексов, выходящих на дневную поверхность (прямыми методами), а с другой стороны - интерпретация геофизических материалов для выявления особенностей строения фундамента, погребенного под-осадочным чехлом.

Развитие первого направления сзязано (начиная с 30-х, годов) с работами Н.В.Фроловой, Л.С.Коржинского, Е.Н.Лазько, В.К.Дзэва-нобского, А.Н.Неелова, К.О.Кратца, Л.И.Салопа, М.И.Рабкина,

A.Н.Вишневского, Е.М.Миронюка, И.М.Фрумкина, А.Ф.Петрова,Г.А.Гле-бовицкого, Г.М.Друговой, А.М.Лейтеса, В.М.Федоровского.В.Л.Дука,

B.И.Кицула, А.Н.Зедгенизова, А.А.Шафеева,. В.Н.Моралева, М.З.Глу-ховского, О.М.Розена, Р.Ф.Черкасова, Ч.Б.Борукаева и др. Наиболее полно состояние проблемы геологии Алданского щита раскрыто в монографии 1986 г. "Ранний докембрий Южной Якутии", во многом определившей направление и характер исследований автором и его коллегами образований фундамента, перекрытого осадочным чехлом.

- Результаты изучения геологии Анабарского массива на основе самых последних геологических, петрологических, геохимических и геофизических данных опубликованы в двух монографиях коллективом исследователей ИЛС АН СССР под руководством О.М.Розена (1986 и 1988 гг.).

Тектонические исследования погребенного фундамента, развернутые с 50-х годов и. основанные прежде всего на интерпретации региональных геофизических данных, связаны с именами Г.Л.Бабаяна, Л.В.Булиной, Р.А.Гафарова, М.П.Гришина, Н.Н.Дашкевича, С.М.Зама-раева, Ю.А.Косыгина, В.Л.Кузнецова, В.ИДотышева, М.М.Мандель-- баума, К.Б.Мокшанцева, Л.И.Мусатова, М.М.Одинцова, Е.В.Павловского, Л.Я.Проводникова, Н.Н.Пузырева, В.К.Пятницкого, Г.Г.Ремпе-ля, К.А.Савинского, Т.Н.Спижарского, В.С.Суркова, В.А.Твёрдохле-бова, Э.Э.Фотиади, Е.Г.Херувимовой и др. Большинство исследователей сходятся на том, что фундамент платформы является сложным гетерогенным блоково-складчатым сооружением. Но характер и степень неоднородности строения фундамента-, возраст и вещественный состав слагающих его комплексов, характер разрывных дислокаций по-прежнему являются предметом дискуссий.

Тектонические .карты погребенного фундамента Сибирской платформы составлялись в СНИИГГиМС под руководством М.П.Гришина (1977 г., 1986 г., 1989 г.), коллективом геофизиков под руководством К.А.Савинского (1972 г.), во. ВСЕГЕИ под руководством Е.П.Мирошока (1986 г.).

• Генерализованная схема строения фундамента южной части платформы построена в ВостСибНШГГиМСе Ю.И.Егоровым (1985). Среди исследователей погребенного фундамента следует выделить Т.В.Мордовскую (ВостСибНЖГГиМС), систематически собиравшую и • обрабатывавшую результаты изучения кернов пород фундамента из ■ -глубоких скважин юга платформы (фондовые работы).

\

С учетом результатов предварительного изучения пород фундамента, вскрытых глубокими скважинами в пределах Якутии,Г.С.Гусевым, А.Ф.Петровым, В. Мишниным, В.С.Оксманом и Ф.Ф.Третьяковым построена схема тектоники карельского и докарельского комплексов территории Якутской АССР и прилегающих регионов (1985),

Одна из последних опубликованных работ, содержащих геолого-' структурную карту фундамента Сибирской платформы - это монография М.В.Глуховского "Геологическая эволюция фундаментов древних платформ" (1990). Эта работа представляет собой развитие концепции о нелинейном стиле тектоники раннего докембрия Восточной Си, бири, выдвинутой впервые Н.В.Фроловой (1962) и Е.В.Павловским (1967, 1975).

В СНШГГиМСе группа исследователей, изучающих фундамент Сибирской платформы (сотрудником которой является автор) под руководством В.С.Суркова и М.П.Гришина придерживается альтернативной (хотя и традиционной) концепции линейно-блокового строения цоко-v ля древних платформ, признавая частный характер купольных или овоидных структур. На "Тектонической карте кристаллического фундамента Сибирской платформы" (1989 г.) обособляются две обширные складчатые области: Алдано-Анабарская и Ангаро-Тунгусская, рассматриваемые в качестве мегаблоков земной коры со специфической геологической эволюцией и состоящие из ряда тектонических элементов более низкого ранга - складчатых систем.

1.2. Платформенный чехол

В разделе приведены краткие сведения об общей геологии и нефтегазоносности платформенного чехла Непско-Ботуобинской, Бай-китской антеклизй, Сюгджерской седловины и южной части Анабарс-кой антеклизы.

Территория Непско-Ботуобинской антеклизы занимает площадь 250 тыс.км^ и административно располагается в Иркутской- области и Якутской Саха ССР. Это наиболее изученная часть Лено-Тунгус-ской нефтегазоносной провинции. На территории этой антеклизы в 70-80 гг. открыто 15/азовых, газоконденсатнонефтяных и нефте-газоконденсатных месторождений, связанных в основном с венд-нижнекембрийскими горизонтами осадочного чехла.

Непско-Ботуобинская антеклиза,' которой в плане практически

отвечает одноименная НГО, является надпорядковой положительной • структурой, наиболее четко выраженной по поверхности фундамента и венд-нижнекембрийским горизонтам чехла платформы. Амплитуда ее составляет I км." Непско-Ботусбинская антеклиза,располагается близко к вжной границе платформы (образуя вместе с Предпатомским региональным прогибом пару субпараллельных структур). С другой стороны, она может рассматриваться как структура центральной части платформы. Этим обстоятельством во многом определяется специфика тектоники Непско-Ботуобинской антеклизы.

Рифейские образования в пределах Непско-Ботуобииской антеклизы практически втсутствувт, что свидетельствует о преобладании на ее территории относительных поднятий в позднем докембрии. Венд-силурийский (каледонский) структурный'ярус полностью покрывает антеклизу, слагая на большей ее части весь осадочный -чехол. На северо-западном склоне антеклизы имеются также верхне-палео-зойские, триасовые и юрские отложения. Породы девонско-раннека-менноугольного этапа на территории антеклизы практически отсутствуют. Перерывы в осадконакоплении отмечаются также в венде и раннем палеозое. Соотношение структурных планов разновозрастных горизонтов платформенного чехла усложняется за счет.постседимен-тационного перераспределения кембрийских солей и внедрения пер-мотриасовых трапповых интрузий.

Среди зон крупных разломов, пересекающих частично или пол- • ностью территорию Непско-Ботуобинской антеклизы, отчетливо выделяются три системы - сеЕеро-северо-Еосточная, востоко-северо-во-сточная (субширотная) и северо-западная. Все йни в разное время оказывали влияние на формирование структурного плана антеклизы,а порой и на формирование скоплений нефти и газа.

Трапповые интрузии в осадочном чехле Непско-Ботуобинской антеклизы' локализуются на двух стратиграфических уровнях, причем соответствующие этим уровням 'тела территориально разобщены.Общий объем трапповых тел составляет около Ъ% ос объема платформенного чехла. Нзпско-Бстуобинская антеклиза - крупнейшая положительная структура Сибирской платформы, в пределах которой нефтегазопер-спективные горизонты, венда и нижнего кембрия платформы залегают на благоприятных для сохранения скоплений углеводородов глубинах. Окружающие Непско-Ботуобинсхув антеклизу Куройская, Прксално-Енисайская синекл^зы, Ыгыатгинская впадина и Предпатомскяй рзги-

ональный прогиб o мощным рифейским выполнением обуславливают высокие перспективы нефтегазоносности НГО.

Байкитская антеклиза и, соответственно, одноименная НГО обладают меньшей площадью и меньшими 'разведанными запасами, углеводородов, чем Нопско-Ботуобинская НГО, но также представляет несомненный интерес в нефтегазоносном отношении, так как именно здесь впервые была доказана промышленная нефтегазоносность ри-фейских отложений.

Тектоническое положение Байкитской антеклизы своеобразно, поскольку она расположена рядом с Енисейским кряжем, входящим в складчатое образование Сибирской платформы, Несомненно оба этих участка земной коры испытали взаимное влияние в процессе их геологической эволюции.

Рельеф поверхности фундамента антеклизы во многом обусловлен интенсивными блоковыми движениями по разломам. Отсюда, и .значительная сложность разреза платформенного чехла и "переходного" рифейского комплекса, выражающаяся в значительных вариациях как состава, так и мощности отложений. Общая мощность вскрытого разреза рифоя превышает 2000 м. Верхним ограничением рифейского комплекса служит денудационно-структурная поверхность.

Насыщение интрузивными траппами нефтегазоперспективных отложений "в целом незначительное. Условия сохранения залежей угле?-водородов в нижних горизонтах чехла на территории антеклизы весьма благоприятны, так как в нижнем кембрии широко развиты соле-носные толщи, служащие хорошим экраном для вертикальной миграции-углеводородов.

Районы, располагающиеся севернее Непско-Ботуобинской антеклизы и относящиеся к Сюгджорской седловине и южной части Анабар-ской антеклизы изучены слабее, тем пока не выявлены промышленные притоки нефти, гораздо меньше пробурено глубоких скважин. В целом рельеф поверхности фундамента там гораздо менее расчленен, чем в пределах Байкитской антеклизы. В северо-восточной части Сюгджерской седловины и южной части Анаб.арской антеклизы развит маломощный "чехол" рифейских отложений, терригенно-карбонатных и карбонатно-терригенных, резко.увеличивающийся по мощности к юго-западу и полностью выклинивающийся на границах Непско-Ботуобин<- . ской антеклизы.' На территории юга Анабарской антеклизы 'также имеются зоны полного отсутствия рифейского комплекса.

Описанные структуры Сибирской платформы обнаруживают существенные различия в геологии платформенного чехла, нефтегазовом потенциале и строении верхней части консолидированной земной коры.

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Петрологические исследования пород фундамента

Основой изучения состава фундамента центральной части платформы явилось сопоставление по целому ряду параметров результатов собственных петрографических и петрохимических исследований керна скважин с результатами многолетнего изучения геологии и петрологии комплексов раннего докембрия в пределах их • выходов на дневную поверхность, изложенными в различных опубликованных и фондовых источниках. Среди множества результатов химических -анализов раннедокембрийских Образований (как опубликованных различными авторами,■так и собственных) были тщательно отобраны наиболее типичные для различных комплексов обнаженных участков; затем были составлены соответствующие выборки. Необходимой процедурой, явился отбор результатов анализов керна, так как большинство образцов в различной степени катаклазировано или изменено такими вторичными процессами, как серицитизация, карбона-' тизация, хлоритизация и т.д. Такому отбору предшествовало детальное описание шлифов под микроскопом. В качестве основы для статистического сопоставления был принят критерий Родионова для малых выборок. При наличии необходимого материала такое же сравнение проводилось и по малым элементам. Результаты анализов выносились на специализированные диаграммы £сОг~ИагО + К^О, АРМ, ИКС,Гендлера и другие. Для статистической обработки использовались также гистограммы и критерий Фишера. Кроме того, в ряде случаев для образцов керна погребенного фундамента был проведен анализ состава биотитов и роговых обманок на электронном микрозонде. Результаты этого анализа дали возможность уточнить пред-• ставления о степени метаморфизма перекрытых чехлом гранитоидных пород. • '

Учтены также определения абсолютного возр'аста пород погребенного фундамента Сибирской платформы. •

В соответствии с общими принципами типизации раннедокембрий-ских комплексов разработанными в последнее время ЙГ ЯФ СО АНОССР, ИГГД АН' СССР и ИЛСАН СССР на "эталонных" Алданском щите и Ана-барском массиве за основу для выделения таких комплексов ..под осадочным чехлом по результатам изучения вещественного состава приняты следующие положения:

1. Породы распределяются по группам в соответствии с особенностями минерального и химического состава, а также степенью метаморфизма и вторичных-изменений.

2. Выделяются прежде всего резко преобладающие среди вскрытых скважинами породы гранитоидного. состава и остальные (амфиболиты, меланократовые сланцы, кварциты и т.д.).

3. Гранитоидные породы подразделяются на граниты, плагио-граниты и плагиогнейсы ("серогнейсовая" ассоциация) .г'ранитогней-сы, эндербито- и чарнокитогнейсы, среди которых по возможности выделяются разновидности по степени метаморфизма, относительному и абсолютному возрасту.

4. Остальную группу составляют катаклазиты и иные продукты динамометаморфогенного воздействия в зонах разломов, .хотя и здесь по возможности учитывается изначальный состав пород.

2.2. Комплексный анализ петрологических и геофизических данных

. Принципы комплексной геологической интерпретации геофизических данных для расшифровки структуры погребенного фундамента Сибирской платформы неоднократно изложены в работах М.П.Гришина, . Ю.А.Косыгина, Э.Э.Фотиади, Р.А.Гафарова, К.А.Савинского и др. и в ряде отчетов СНИИГГиМС, выполненных под руководством В.С.Суркова и М.П.Гришина, поэтому в настоящей работе рассматриваются лишь новые элементы методики, основанные на увязке геофизических материалов с результатами детального изучения вещественного состава пород фундамента.

Существующие тектонические карты фундамента Восточной Сибири составлены на основе имеющихся у исследователей региональных геофизических материалов,, а также геологических данных, полученных в результате картирования Алданского щита и Анабарского массива. Последние служат эталонной базой для истолкования геологической природы магнитных аномалий во внутренних районах платформы. Данные глубокого бурения учитывались до последнего времени

лишь на уровне макроскопического определения. Кроме.того с погружением фундамента на большие глубины наблюдается интерференция, "усреднение" эффекта от отдельных метаморфических и магматических комплексов и потому составление карты предполагаемого вещественного состава поверхностных "горизонтов" фундамента сильно усложнено. Благодаря полученным нами в последнее время результатам специального петрологического изучения керна глубоких скважин, по возможности подвергнутым статистической обработке, такое картирование стало значительно более обоснованным (в случае достаточной "разбуренности".района) . При этом результаты петрологического изучения и геофизические, материалы'выступают как равноправные элементы .исследования и интерпретации. Геофизические (прежде всего магнитные) аномалии дают возможность оконтурить области распространения различных комплексов; в этом случае природа этих аномалий становится яснее, их новая интерпретация приводит к значительно большей детальности картирования, чем была возможна до получения результатов.петрологического изучения керна. Масштаб карт магнитных аномалий и, соответственно, полученная информация чаще всего неадекватны выявленной дифференцированное™ магматических и метаморфических комплексов фундамента. Правильная интерпретация целиком зависит от имеющейся дополнительной информации и опыта исследователя, основанного на знании особенностей геологического строения .выступов фундамента на дневную поверхность. Прямой аналогии с погребенным фундаментом проводить нельзя, так как-в пределах щитов тектонический режим был. несомненно, специфическим; но общие закономерности строения, соотношения типичных для раннего докембрия комплексов, геологических тел, сохраняются ив пределах погруженных участков фундамента. Прогноз состава пород фундамента значительно осложняется при большом удалении от выступов фундамента, резком увеличении мощности осадочного чехла, а также при.насыщенности разреза чехла породами трапповой формации.

Районы Баккитской, Непско-Ботуобинской антеклиз, Сюгджерс-кой и Катангской седловин значительно удалены от Алданского щита и Анабарского массива. Картина аномального магнитного поля (являющаяся определяющей для выявления особенностей вещественного состава фундамента), кроме того, осложняется здесь региональными (а возможно, и трансрегиональными) тектоническими элементами,ве-- роятно, сдвигового характера, затрудняющими интерпретацию в райо-

- -и-

не Сюгджерской седловины. Хорошо прослеживаются на картах магнитного поля по цепочкам вытянутых положительных аномалий крупные трогоподобные структуры, преимущественно выполненные метаморфи-зованными осадочно-вулканогенными образованиями, фиксирующимися отдельными глубокими скважинами. Что касается гранитоидных комплексов, то они в плане чаще всего окружены тоже гранитоидами (возможно, инфракрустальными образованиями гранитогнейсового или плагиогнейсового типа). ,

Разделение таких пород по составу -и характеру метаморфизма, отнесение их к тому или иному типу инфракрустальных образований или же к более позднему интрузивному комплексу по данным петрологического изучения карна представляет собой трудную, но разрешимую задачу. А вот для решения вопросов, связанных с расположением в плане и оконтуриванием гранитоидных образований погребенного фундамента по картам магнитных и гравитационных аномалий, различия химического состава и метаморфизма (а, следовательно, и физических свойств) разнотипных комплексов гранитоидов явно недостаточны. Последние часто отражаются в геофизических полях совершенно одинаково, тем более что,по имеющимся данным,большинство пород фундамента Непско-Ботуобинской антсзклизы подверглись либо региональному диафторезу, либо приразломн'ому динамометамор-физму. Это нередко меняет или нивелирует характеристики потенциальных полей, связанные с составом фундамента.

Таким образом, для расшифровки строения фундамента исследуемых районов важнейшим элементом является выполнение оптимального объема петрологических работ по кернам глубоких скважин (создание опорной "петрологической сетки"), а затем уже оконтурива-ние в плане образований погребенного фундамента по картам магнитных и гравитационных аномалий;.при 'этом в значительной степени устраняется "поливариантность" природы магнитных аномалий(ко-нечно, в зависимости от густоты "опорной сети"), то есть повышается достоверность и детальность картирования.

Большое значение при таком картировании играет увязка с региональными и локальными разломами, часто разграничивающими блоки фундамента различного состава (хотя зачастую одинаковой гипсометрии);, в спорной ситуации это может служить косвенным подтверждением правильности интерпретации, что нашло отражение при построении тектонической карты фундамента Байкитской антеклизы.

ГЛАВА 3

СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ПОРОД ФУНДАМЕНТА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАЖЕМЫ

3.1. Фундамент Непско-Ботуобинской антеклизы

Фундамент Непско-Ботуобинской антеклизы в соответствии с современными представлениями является складчато-блоковым сооруженном, сформированным архейскими и раннепротерозойскими геоструктурными элементами. Докембрийская история района тесно связана с. тектоническими процессами, происходившими в пределах смежных областей платформы, с одной стороны, и Байкало-Патомс-кой складчатой области - с другой, что обусловило значительную неоднородность структуры и состава магматических и метаморфических комплексов.

Подавляющее большинство глубоких скважин, достигших фундамента в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы,вскрыли грани-тоиды различного типа или продукты их гипергенного изменения. Отдельные скважины вскрыли филлиты," сланцы, амфиболиты,метамор-физованные осадочно-вулканогенные образования. В пределах исследуемой территории чрезвычайно широко проявлялись динамо-метаморфические и метасоматические процессы.

Гранитоиды фундамента северо-восточной части антеклизы подразделятся на две основные группы: плагиогнейсовую и гра-нит-гранитогнейсовув. Плагиогнейсы представляют собой либо образования, аналогичные серым гнейсам Олекминского инфракомплек- > са Алданского щита, либо их незначительно измененные более молодые ремобилизаты. Гранитоиды второй группы - это породы гранитного состава, как высокометаморфизованные (часто диафториро-ванные)', так и не подвергшиеся метаморфизму высоких ступеней,«о весьма сходные по минеральному и химическому составу. ,

Почти все скважины, вскрывшие гранитоиды второй группы, расположены либо в пределах линейных зон, характеризующихся повышенными значениями аномального магнитного поля и специфической морфологией, либо вблизи этих зон. Последние не могут интерпретироваться однозначно при имеющейся в настоящее время степени изученности. Тем не менее, если распространенное среди ряда исследователей предположение об их троговой природе верно,то

приуроченные к этим зонам гранитоиды фундамента могут идентифицироваться как интрузивный комплекс позднеархейской (местами,возможно, более "молодой") активизации, лишь локально переработавшей плагиогнейсовые толщи фундамента и сопряженной со становлением троговых структур (в соответствии с тектонотипом гранит-зе-ленокаменной области щитов древних платформ).

. Породы фундамента юго-западной части антеклизы составляют гораздо более однородную совокупность (кислые породы субцелочко-го. и щелочного ряда калиево-натриевой серии) и по основным петрографическим и петрохимическим характеристикам соответствуют гранитоидам позднерифейской активизации Южной Якутии (тем из. них, в которых преобладает над МагО ) и породам гранитогнейсовой группы в фундаменте северо-восточной части. Большая часть грани-тоидов юго-западной части не несет следоз регионального метаморфизма высоких ступеней. Лишь несколько' образцов говорят о наличии в пределах этой части Непско-Ботуобинской антеклизы реликтов фундамента другого типа (очевидно, более древнего).

Результаты этих исследований свидетельствуют о принципиальном различии тектонических режимов северо-восточной и юго-западной частей Непско-Ботуобинской антеклизы в докембрии.

3.2. Фундамент Байкитской антеклизы

Фундамент Байкитской антеклизы слагают архейские и протерозойские структурно-формационные комплексы, являющиеся продуктами • глубокой переработки осадочных и магматогенннх образований в условиях, доходящих до амфиболитовой, а возможно, и гранулитовой фаций метаморфизма, сопровождающейся процессами гранитизации, мигматизации, складкообразования и блоковыми движениями по разломам.

Метаморфические комплексы-фундамента подразделяются на две формационные группы: гранитогкейсово-плагиогнейсовую недифференцированную и сланцево-гнейсовую (мегавулканогенно-терригенную).В пределах Байкитской антеклизы выделяются.три структурно-вещественных мегазоны фундамента: Иркинеево-Ванаварская (южная), Сред-невельминская (северная) и Камовская (цонтральная).

Иркинеево-Ванаварская мегазона охватывает районы югной пе-риклинали Байкитской антеклизы. Крайне ограниченная геолого-геофизическая информации о фундаменте этой части антеклизы позволя-

высказать лишь предположение о наличии авлакогеноподобных образований и серии как- удлиненных, так и изометричных. в плане интрузий основного состава, осложнявших региональную инфраструктуру фундамента.

Для Средневельминской мегазоны характерно широкое распространение динамометаморфогенных образований по зонам разломов милонитов, бластомилонитов, а также интрузивных тел ,базитового состава. По мнению М.П.Гришина, Средневельминская мегазона фундамента Байкитской антеклизы принципиально отличается от остальных тем, что в ее формировании существенную роль сыграл фактор диагонального бокового давления с вектором, направленным с северо-востока на ю.го-запад. Если процессы рифтогенеза и проявлялись здесь на каком-либо этапе, то в результате стресса описанного характера они не получили типичного структурного выражения.

Фундамент Камовской мегазоны Байкитской антеклизы представлен комплексами многократного преобразования архейских толщ процессами ультраметаморфизма и гранитизации в интервале поздний архей - рифей: Здесь по результатам интерпретации магнитного и гравитационного поля на основе выполненного автором петрографического и петрохимического изучения пород из всех скважин.вскрыв-ших образования кристаллического цоколя Байкитской антеклизы к моменту написания работы, а также сопоставительного анализа литературных и собственных полевых данных, нами картируется обширное' поле ремобилизованных и гранитизированных пород. Охватывая территорию Камовского свода, оно простирается далее к' северо7во-стоку.

Грйн.итоиды фундамента Камовской мегазоны Байкитской антеклизы - это не единый комплекс, а совокупность различных образований полистадийного становления.. Соотношение этих гранитоидов друг с другом представляется следующим. Самыми древними, вероятно, являются плагиогнейсы и гранитогнейсы типа вскрытых Байкитской и'Енгидинской дкважинами (скорее всего, не моложе позднего архея)."

Более молодыми ремобилизатами этих большей частью высокоме-таморфизованных комплексов являются гнейсограниты Куюмбинской разведочной площади,степень метаморфизма которых несколько ниже; они.достаточно ясно оконтуриваются как субизометричное интрузивное тело на карте магнитных аномалий.

Наконец, самой молодой генерацией г.ракитоидов представляются плагиограниты и субщелочные граниты Юрубченской площади, совсем не несущие следов регионального метаморфизма высоких ступеней (отмечены только кагакластические изменения) и так же, как и куюмбинские, достаточно четко выделяющиеся в виде изометричного тела на карте магнитных аномалий. Их формирование, связанное с поздней активизацией фундамента, завершилось до отложения перекрывающих их осадочных образований позднего рифея (венда?).

При статистическом петрох'кмическ'ом и петрографическом сопоставлении пород фундамента Байкитской антеклизы (по каждой разведочной площади отдельно) с рифейскими гранитоидами Енисейского кряжа достоверной корреляции выявить не удалось. Учитывая еще и "омоложенные" результаты определения абсолютного возраста,следует отнести гранитоиды Байкитской антеклизы к разновозрастным (но определенно допозднерифейским) образованиям фундамента и приз- . нать наличие крупноамплитудных блоковых движений в -рифзйское время. - .

Статистическая обработка петрохимических данных по грани-тоидзм трех разведочных площадей Байкитской антеклизы (Юрубченской, Куюмбинской и Байкитской) подтверждает установленные по петрографическим характеристикам различия между ними. Тем не менее отмечается определенная геохимическая унаследованнозть между тремя комплексами во всех трех преобладают породи, по составу отвечающие плагиогранитам, среднее содержание Ма20 практически не меняется. Изменения других петрогенных компонентов отражают тенденции к покисленив гранитоидов Байкитской антеклизы от древних к более молодым в интервале архей-рифей, что характерно и ".-.и для других регионов, в частности, Енисейского кряка.

Описанные гранитоиды Байкитской антеклизы приурочены' в плане к зоне, ограниченной продолжениями Тахомо-Питского н Тунгусского глубинных разломов Енисейского кряка. На кряке эти разломы ограничивает Питско-Гарезскуо тектоническую зону, отличающуюся максимальным проявлением, в з^ангарской части кряка гракитоидного магматизма, особенно рифенского. Такая приуроченность граиитоид-ной активизации свидетельствует о специфичности и определенной обособленности тектонического рзхкма- всей этой поперечной зоны -как в пределах Енисейского кряка, так и в пределах ее продолжения на пгатфбркз (по. крайней мэра на протврозо;":жо-р:фе:1с::с:.; этапа).

В то же время отсутствие петрографической и петрохимической корреляции между гранитоидами кряжа и- Байкитской антеклизы наряду с результатами определения абсолютного возраста говорит о неадекватности условий и времени проявления гранитоидного магматизма, с одной стороны, на Енисейском кряже и, с другой, на примы- • кающей к нему части Сибирской платформы. Это, вероятно, объясняется различием тектонических режимов двух участков земной коры. Причем тектонические процессы на одном из этих участков в один и тот же геологически значимый период времени как бы компенсировали процессы, происходящие на другом,, то есть имели противоположную направленность и, вероятно, различную интенсивность.

3.3. Фундамент Сюгджерской седловины и юга Анабарской антеклизы

В настоящем разделе рассмотрен фундамент территории, расположенной к'северу от Непско-Ботуобинской антеклизы, имеющей редкую сеть глубоких скважин, достигших фундамента, т.е. северо-востока Сюгджерской седловины и юга Анабарской антеклизы, а также частично Катангской седловины, где фундамент вскрыт лишь в двух скважинах.

По нашим представлениям, основанным как на комплексной интерпретации геофизических данных, так и на исследованиях керна, фундамент описываемой территории представляет собой •фрагменты Анабарской (на востоке) и Алдано-Тимптонской (на западе) складчатых систем археид и обнаруживает следующие характерные особенности, отличающие его от фундамента Байкитской антеклизы и юго-западной ча'сти Непско-Ботуобинской антеклизы: преобладание высо-кометаморфизованных (архейских и раннепротерозойских) комплексов гранодиоритового' состава и наличие более поздних проявлений гранитизации калиевого профиля (в том числе и чисто метасоматичес-кого характера), приуроченных к периферическим участкам зон глубинных разломов (либо аналогов троговых структур в интерпретации якутских исследователей). Местами отмечается ярко выраженная " унаследованность состава перекрывающих терригенных пород чехла от^подстилающего фундамента (но только в том случае, если фунда-■мент представлен существенно калиевыми гранитоидами, как и на территории Непско-Ботуобинской антеклизы).

Среди пород фундамента значительная зона по объему принадлежит аналогам анабарского комплекса, что подтверждаются данными

по петрографии, петрохимии и метаморфизму пород. Прежде всего это относится к эндербитогнейсам, о чем свидетельствует и картина аномального магнитного поля.

На юге и юго-востоке исследуемой территории преобладают аналоги инфракрустальных и супракрустальных образований Алданского щита, чаще всего подвергшиеся ремобилизации и переработанные более поздней гранитизацией. Сложность геологической ситуации довершает динамометаморфогенная или вулканогенная переработка субстрата, связанная с мощными разломными зонами. О природе таких изменений можно судить лишь очень приблизительно из-за почти полного отсутствия глубоких скважин в пределах этих зон.

На территории Катангской седловины фундамент к наотоящему времени вскрыли скважины Ереминская 101 и Ереминская - 2 (параметрическая). Образования фундамента Катангской седловины рассматриваются нами как аналоги плагиогнейсово-гранитогнейсового недифференцированного комплекса Байкитской антеклизы, на востоке переходящие в близкие по составу образования юго-западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

•ГЛАВА -4

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ФУНДАМЕНТА НА ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПЛАТФОРМЕННОГО ЧЕХЛА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Установление влияния строения фундамента на дислоцированн-ность и состав пород осадочного чехла .является одной из актуальных проблем региональной тектоники Восточной Сибири.Особенно это относится к разработке вопроса о нефтегазоносности "промежуточного" (между чехлом и фундаментом) рифейского мегакомплекса Сибирской платформы. В связи со слабой изученностью глубоким бурением этого мегакомплекса любой достоверный фактический материал играет важнейшую роль для оценки перспектив этих горизонтов на нефть и газ. К сожалению, глубокие скважины, достигшие фундамента, практически не вскрывают рифейские горизонты, а" скважины,достаточно полно вскрывшие рифейский разрез, не достигают фундамента.

Фундамент так называемой Юрубчено-Тохомской зоны Байкитской-антеклизы имеет отчетливое мозаично-блоковое строение., Строение

рифейского комплекса, преимущественно заполняющего депрессии меж1-ду приподнятыми блоками фундамента (и практически отсутствующего в пределах последних), обусловлено именно тектоническими движениями блоков фундамента, продолжавшимися и в рифейское время и сопряженными с масштабными проявлениями гранитоидной активизации; в этом смысле рифейский комплекс действительно является "переходным" между фундаментом и- типично платформенным, выдержанным по мощности и составу в пределах Байкитской антеклизы,венд-кемб-рийским комплексом.

Геологическая ситуация в районе скважины ¡0-6, хотя и дискуссионна, свидетельствует о том, что гранитоиды позднепротерозой-ской активизации могут при размыве давать хороший терригенный коллектор в непосредственно перекрывающих кристаллический фундамент осадочных горизонтах. ^

Венд-кембрийский комплекс в пределах Байкитской антеклизы образует практически единую положительную структуру и, соответственно, обнаруживает отсутствие какой-либо унаследованности от блокового строения ее фундамента.

В пределах Непско-Ботуобинской антеклизы рифейский комплекс практически отсутствует. Б предвендский этап эта территория испытывала общее поднятие, при котором, видимо, и произошел полный размыв, рифейских осадков (или, возможно, они вообще отсутствовали). Что касается венд-кембрийского комплекса, то его структурный план также не зависит от структурно-вещественной гетерогенности фундамента. Но вещественный состав кристаллического основания часто'существенно влияет на состав .базальных'горизонтов чехла Непско-Ботуобинской антеклизы и, соответственно на их кол-лекторские свойства. Это прежде всего относится к гранитоидам калиевого профиля (в том числе метасоматически измененных), дающих на целом, ряде разведочных площадей хороший терригенный коллектор - песчаники или алевролиты состава микроклинов'ого гранита.

Такой прямой унаследованности не наблюдается в случае вскрытия фундамента иного состава - плагиогнейсов, амфиболитов и т.д. В целом при наличии карт аномального магнитного поля соответствующего масштаба можно выделить перспективные участки с хорошим коллектором в базалькнх горизонтах чехла для, например, расширения разведочных площадей юго-западной части Непско-Ботуобинской

-¿О-

антеклизы. Б частности, в районе Верхнечонского месторождения наиболее перспективными в этом отношении являются области,расположенные в плане к югу и на восток от месторождения.

Для Спгджерской седловины и юга Анабарской антеклизы отмечаются то же закономерности в соотношении структурного рисунка раннедокембрийских формаций кристаллического основания и осадочного чехла. Здесь, при меньшей насыщенности фундамента калиевыми относительно "йолодыми" гранитоидами (чем в юго-западной части Непско-Ботуобинской НГО), также отмечается прямая унаследован-ность состава базальных горизонтов чехла от состава фундамента именно в случаях, когда скважина вскрывает калиевые'граниты или гранитогнейсы, а не плагио- или эндербитогнейсы.

Что касается перспектив нефтегазоносности самих комплексов фундамента Сибирской платформы, то здесь (в отличие от молодых • платформ, в частности, Западно-Сибирской плиты) даже следи высо-кометаморфизованных битумов в фундаменте представляют собой уникальное явление.

Обращает на себя внимание пространственное совмещение нап-равленностей омоложения гранитоидных комплексов фундамента Бай-китской антеклизы, их по.кисления и увеличения промышленной нефтегазоносности рифейских и венд-нижнекембрийских отложений платформенного чехла.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование описанной в работе методики исследования погребенного фундамента значительно повышает качество интерпретации данных о его составе, структуре и истории формирования по сравнению с ранее выполненными реконструкциями для Сибирской платформы.

В работе впервые на основе петрологического изучения керна и сопоставления этих результатов с данными по раннедокембрийским толщам, выходящим на дневную поверхность в пределах щитов и складчатого обрамления платформы, выделены и систематизированы комплексы пород погребенного фундамента Непско-Ботуобинской и Бай-китской антеклиз, Сюгджерской седловины и юга Анабарской антеклизы, .

- уточнена и дополнена тектоническая карта кристаллического -фундамента Сибирской платформы, составлявшаяся ранее без учета

!

результатов петрологического изучения керна глубоких скважин,

- выявлены или подтверждены комплексными исследованиями общие и специфические черты строения фундамента каждой из структур, отдельных их фрагментов и центральной части платформы в целом, а также относительные возрастные и пространственные соотношения тектонических процессов в докембрии этого региона,

- выявлены некоторые особенности и закономерности влияния состава и строения фундамента на состав, строение и нефтегазо-носность осадочного чехла центральной части Сибирской платформы, в частности, независимость структурного плана типично платформенных (но не рифейских) отложений от строения кристаллического цоколя платформы, хорошая унаследованность состава терригенного коллектора чехла от состава подстилающего фундамента в случаях, когда последний представлен калиевыми гранитоидами, а не какими-либо другими типами пород, пространственная связь масштаба выявленных в рифейских и венд-нижнек'ембрийских отложениях Байкитской антеклизы скоплений нефти и газа с возрастом и кислотностью гранитоидов фундамента.

Предложенная комплексная методика исследования керна рекомендуется для использования в сочетании с интерпретацией геофизических материалов при картировании фундамента в условиях платформенных территорий, имеющих сеть глубоких скважин, вскрывших комплексы кристаллического основания. Полученные карты, а также выявленные закономерности ■ способствуют повышению достоверности оценки перспектив нефтегазоносности центральной части Сибирской платформы.

Список-опубликованных работ подтеме диссертации

1. Староеельцев К".В. О гранитоидах погребенного фундамента Байкитской НГО (по результатам глубокого бурения) //• Проблемы геологии Красноярского края в разработках молодых ученых: Тез. докл. конф. 15-16 марта 1988 г.- Красноярск, 1988.- С.23-25.

2. Староеельцев К.В. О вещественном составе фундамента восточной части Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области // Геология и геофизика,- 1989. - № II. - С. 18-24.

3. Староеельцев К.В. О строении фундамента Байкитской . нефтегазоносной области Сибирской платформы// Минералого-геохимиче-ские критерии поисков и моделирование процессов формирования ме-