Особенности геологического строения Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП) рассматриваются нами в целях установления взаимосвязи характера пространственного положения локальных сдвиговых дислокаций (в пределах Русско-Часельского вала) с системой дислокаций региональной сдвиговой зоны в связи с задачей изучения закономерностей локализации углеводородов, приуроченных к сложной системе разрывных нарушений, входящих в состав региональной Пай-Хой–Алтайской сдвиговой зоны [1, 2].

В пределах Западно-Сибирской НГП основная масса выявленных месторождений [3–5] углеводородов приурочена к меловым отложениям. В качестве нефтематеринской толщи рассматривается баженовский горизонт; коллектором выступают – терригенные породы нижнемелового горизонта; флюидоупором являются аргиллиты подачимовского горизонта [6–8]. Механизм миграции углеводородов в значительной мере может быть обусловлен развитием системы разрывных нарушений. Многие исследователи в своих работах изучали характер проявления сдвиговых дислокаций в консолидированном фундаменте и низах осадочного чехла Западно-Сибирской геосинеклизы [9, 10]. Так, А.Э. Конторович выделяет: главные сдвиговые дислокации разных направлений (I ранг), проникающие в нижнемеловые горизонты; второстепенные сдвиги (II ранг), картируемые в разрезе кайнозойских отложений [3, 11, 12].

В исследованиях А. И. Тимурзиева, выполненных на основе углубленного изучения результатов 2D и 3D сейсморазведки, сделаны выводы о том, что в северо-западной части Западно-Сибирской геосинеклизы широко проявлены региональные сдвиговые зоны [2, 9]. Автором отмечено, что результаты 2D сейсморазведки не всегда корректно отображают структуры горизонтального сдвига, в отличие от результатов детальной 3D сейсморазведки [11, 13]. Важной особенностью сдвигов, с его точки зрения, является практически повсеместное отсутствие вертикальных смещений на уровне кровли консолидированного фундамента.

Детальные исследования в пределах Еты-Пуровского месторождения показали, что региональные сдвиги обрамлены системой оперяющих дислокаций растяжения и сдвига. В пределах сдвиговых зон по данным 3D сейсморазведки автором выделены система сдвиговых дислокаций северо-западной ориентации и оперяющие сдвиговые дислокации северо-восточной направленности на крыльях и в пространствах, разделяющих главные сдвиги [9–13].

В наших исследованиях мы рассматриваем особенности глубинного строения региональной Пай-Хой–Алтайской сдвиговой зоны, которая, судя по комплексу геолого-геофизических данных, простирается от Алтае-Саянской складчатой области до Пай-Хоя. Зона включает главный шов и систему оперяющих разломов растяжения и сдвиги [14, 15] (рис. 1). Эта система тектонических дислокаций развивается на фоне консолидированного фундамента, сформированного разновозрастными образованиями Енисейской (байкалиды), Казахстанской и Алтае-Саянской (каледониды), Уральской и Центрально-Западно-Сибирской (герциниды) складчатых областей [14].

Рис. 1. Фрагмент карты глубинного строения консолидированного фундамента по Западно-Сибирской НГП с положением исследуемого полигона (А) – территория Русско-Часельского вала, и с контуром соседнего полигона (Б) – площадь, в пределах которой локализуется Етыпуровский вал [15]:1–7 – структурно-вещественные подразделения консолидированной коры: 1–2 – эпибайкальских складчатых областей (1 – блоки, 2 – межблоковые зоны), 3–4 – эпикаледонских складчатых областей (3 – блоки, 4 – межблоковые зоны), 5–6 – эпигерцинских складчатых областей (5 – блоки, 6 – межблоковые зоны), 7 – древних платформ;8–11 – разрывные нарушения: 8 – направление сдвига Пай-Хой–Новоземельского разлома, 9 – оперяющие разрывные нарушения, 10 – границы межблоковых сутурных зон, 11 – границы рифтов, 12 – линеаменты и направление развития рифтов, 13 – контуры валов (ш – Русско-Часельского, б – Етыпуровского)

Площадь наших детальных исследований (рис. 1, а), включающая контур Русско-Часельского вала, характеризуется высокой степенью геолого-геофизической изученности [16]. В качестве фактологической основы исследований нами были использованы результаты сейсморазведочных исследований, данные глубокого бурения и потенциальных геофизических полей, заимствованных из базы данных «Гравимаг» масштаба 1 : 200 000 [16, 17].

Площадь для локального масштаба подобрана в зависимости от контура сейсмических срезов. Для выполнения моделирования сдвиговых дислокаций, изучения строения фундамента и осадочного чехла в пределах рассматриваемого полигона нами был выполнен ряд процедур: расчет трансформант потенциальных полей [18], включая разложение на региональную и локальную составляющие, вычисление градиентов и т.д. [19, 20]. Для оценки амплитуд тектонических деформаций выполнена фильтрация сейсморазведочных срезов с применением поверхностно-согласованных процедур, адаптивного подавления шумов, 5D регуляризации и глубинной миграции Кирхгофа (с использованием OVT панелей), а также постпроцессинга1 [21]. Кроме того, задействованы результаты решения обратных задач грави- и магниторазведки и др. (рис. 2) [21]. Развитие методологического подхода заключается в применении многоуровневой схемы обработки данных на региональном и локальном масштабном уровне в целях выявления характерных образов соподчиненности геологических структур.

Рис. 2. Результаты интерпретации по потенциальным полям (по карте локальной составляющей гравитационного поля) [составлено авторами]:1 – границы рифтовых структур (I ранг); 2 – сдвиг; 3 – рифтовые структуры (II ранг); 4 – предполагаемые границы развития трещин Риделя; 5 – осевое направление развития трещин Риделя

В исследованиях А. И. Тимурзиева подобные структуры горизонтального сдвига выражены в осадочном чехле линейными, кулисообразными системами сбросов и взбросов; кулисы группируются в линейную зону СЗ простирания (310–320°) шириной от 1,0–1,5 км в низах осадочного чехла до 5,0–6,5 км в кровле верхнего мела; по простиранию шовная зона выполнена грабенами и впадинами присдвигового растяжения [9, 22].

Качественная интерпретация трансформант [18, 23] позволила выделить в центральной части детального участка вытянутые положительные аномалии гравитационного и магнитного полей субмеридионального простирания, которые мы связываем с рифтовыми структурами [23–25]. На составленных по этим данным структурно-тектонических схемах (см. рис. 2) сдвиговые дислокации I ранга имеют преимущественно северо-западное простирание, рифтовые структуры II ранга имеют северо-восточную ориентацию и локализуются в пространстве между главными сдвиговыми дислокациями [23, 26, 27].

Проявления этих дислокаций на детальном уровне в сейсмических срезах интервала баженовского отражающего горизонта (рис. 3) выражаются в грабен-рифтовых структурах, прослеживающихся в форме «трещин Риделя», ориентированных под углом 30° к оси главного сдвига [28, 29].

Рис. 3. Интерпретация в пределах детальной площади с положением сейсморазведочного профиля B–B’ (выделен желтым цветом), выполненная на основе горизонтального среза суммарного 3D-куба в интервале баженовского отражающего горизонта (характерные размеры – км) – а, и схемы распределения амплитуд по сейсмическому срезу – б [составлено авторами]

Согласно мнению большинства исследователей главные сдвиговые дислокации имеют глубинное заложение [30, 31]. Структуры растяжения скорее всего имеют приповерхностный характер локализации [32]. В связи с этим нами были изучены геолого-геофизические разрезы по опорным сейсмическим профилям [11, 15]. В интервале 1000–2000 мс прослеживается система разрывных дислокаций, имеющая характерную морфологию «структуры цветка» (рис. 4) [14]. Выше этого интервала проявляются лишь антиклинальные складки, что косвенно подтверждает предположение о затухании интенсивности тектонических деформаций в верхнеюрских отложениях [31, 33].

Рис. 4. Проявление «структуры цветка» и трещин Риделя в результате интерпретации сейсмических данных (см. условные обозначения к рис. 2) [составлено авторами]

Очевидно, что кулисы складываются в плоскость сдвига веерообразно [1, 34]. Проявление «цветковых» структур свидетельствует о сдвигах северо-восточного простирания [35, 36], в связи с чем можно предположить транстенсионный характер сдвигов [13, 34]. Корни таких разломов прослеживаются ниже кровли фундамента (ниже 6 км) [37, 38].

Полученные результаты подтверждают, что проявление рифтов и сдвигов в форме трещин Риделя создает благоприятные условия для миграции и накопления углеводородов в ловушках [39]. Например, сколы могут служить каналами для миграции углеводородов, а также изменять механические свойства пород, что, в свою очередь, влияет на их способность удерживать нефть и газ и характеризует новизну авторских исследований [2, 40].

Практическое применение полученных результатов заключается в использовании структурных факторов (трещины Риделя, «структура цветка») при решении прогнозных задач с использованием как геофизических, так и геолого-структурных критериев нефтегазоносности.

1 Кадыров Р. И. Бассейновый анализ и моделирование нефтегазоносных систем. Казань: Изд-во Казанского (Приволжского) федерального университета; 2020. 33 с.

Таким образом, можно сделать вывод, что разрывные дислокации региональной Пай-Хой–Алтайской сдвиговой зоны имеют характерную морфологию, описываемую эллипсоидом деформаций правостороннего сдвига. Сдвиговая зона, оперяющие разломы и связанные с ними сколы Риделя составляют единую иерархически подчиненную систему деструкции верхней коры и являются перспективными для дальнейшего изучения механизмов миграции и аккумуляции углеводородов [5].

В пределах Русско-Часельского вала выявлены закономерности проявления системы сдвиговых дислокаций и грабен-рифтовых структур, обусловленных тектонической системой регионального Пай-Хой–Алтайского сдвига; для зоны характерно развитие эшелонированной системы зон деструкции платформенного чехла и верхней части консолидированного фундамента, интерпретируемой как трещины Риделя с преобладанием субмеридионального простирания.

Главная сдвиговая зона в пределах исследуемого полигона характеризуется протяженностью 6 км и шириной 0,8 км, в разрезе прослеживается взаимосвязь разрывных нарушений, в распределении которых опознается структура «цветка», простирающаяся от нижнего мела до кровли палеозойских отложений и имеющая веерообразную ориентацию разломов (в пределах исследуемого полигона).

Структуры этого типа, локализованные в пределах Западно-Сибирской НГП и представленные системами дислокаций, могут выступать дренажом при дальнейшем обосновании механизмов миграции и аккумуляции месторождений углеводородов.