Осадочные бассейны арктических шельфов России рассматриваются как основной источник воспроизводства запасов углеводородного сырья на среднесрочную перспективу. При этом значительные ресурсы нефти и газа локализованы на шельфе Баренцева моря в резервуарах юрского и триасового возраста, где в настоящее время открыты 5 газовых и газоконденсатных месторождений, в том числе уникальное Штокмановское. Однако геологическая изученность региона остается достаточно низкой. Обобщающие работы по геологии и нефтегазоносности Баренцева моря базируются в основном на результатах работ 1970-1980-х годов. В последние годы значительные успехи были достигнуты в изучении нефтегазопродуцирующих свойств мезозойских отложений, появились первые результаты моделирования, выполненные по ограниченному числу трансрегиональных композитных сейсмических профилей. В 2006-2008 гг. были обобщены результаты региональных сейсмических исследований и подготовлен комплект структурных карт по основным отражающим сейсмическим горизонтам. Между тем проблема повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ в регионе остается актуальной. В мировой практике эта проблема решается в результате разработки моделей эволюции осадочных бассейнов и нефтегазоносных систем с использованием всего объема накопленной геолого-геофизической информации и современных специализированных программ. В настоящей диссертации предпринята попытка показать возможность реализации такого комплексного подхода на примере российской части Баренцевоморского региона.
Целью работы является уточнение палеогеографических и палеотектонических обстановок формирования мезозойских осадочных комплексов восточной части Баренцевоморского региона, перспективных на углеводородное сырье.
оценка направленности и интенсивности тектонических движений в течение мезозойского времени, в том числе величины позднемелового-кайнозойского регионального поднятия.
Защищаемые положения
1. Триасовый комплекс отложений восточной части Баренцевоморского шельфа формировался в условиях лавинной седиментации и синхронного осадконакоплению гранитного магматизма в герцинских и раннекиммерийских сооружениях Южно-Карского региона и структур Новой Земли, что впервые установлено на приборе ShrimpII. Осадочный материал поступал преимущественно с востока.
2. Созданный на комплексной базе литолого-стратиграфических и сейсмических данных с использованием компьютерных технологий комплект палеогеографических карт региона позволил выявить основные черты строения осадочных мезозойских толщ и их эволюцию во времени. Установлена последовательная смена континентальных, прибрежно-морских и морских литофаций в мезозойском разрезе Баренцевоморского шельфа.
3. Установлено, что в конце мелового периода произошел региональный подъем бассейна осадконакопления и размыв верхней части мезозойского комплекса отложений. Амплитуда подъема восточного сектора Баренцевоморского шельфа изменяется от 400-700 м в Южно-Баренцевской впадине и ее южном обрамлении до более, чем 1000 м на Адмиралтейском валу и структурах Штокмановско-Лунинского порога.
Научная новизна
На базе комплексного анализа литолого-стратиграфических и сейсмических данных с использованием современных компьютерных технологий создан комплект палеогеографических карт, отражающих основные черты строения и эволюции мезозойских осадочных бассейнов Баренцевоморского региона. Впервые для территории Баренцевоморского региона применены современные прецизионные изотопные методы для изучения мезозойских осадочных комплексов. Установлено что герцинский ороген являлся основным источником терригенного материала, заполнявшего триасовый осадочный бассейн. Формирование и состав юрских комплексов отложений находились в основном под влиянием источников сноса, расположенных в структурах Новой Земли. Кроме того, установлены и другие источники сноса из сооружений каледонского, байкальского и более древних возрастов.
Практическое значение
Подготовленный комплект палеогеографических и палеотектонических карт Баренцевоморского региона может быть использован при подготовке Государственной геологической карты (ГГК-1000\3) и для моделирования эволюции осадочных бассейнов и нефтегазоносных систем. Палеогеографические реконструкции могут служить основой для выделения зон развития резервуаров и ловушек, благоприятных для скопления нефти и газа в отложениях триасового и юрского возраста. Установленная амплитуда позднемелового - кайнозойского поднятия восточного сектора Баренцева моря позволяет более корректно моделировать нефтегазоносные системы и условия сохранности залежей углеводородов.
Фактический материал и личный вклад автора
Фактический материал для проведения литолого-фациальных и изотопных аналитических исследований мезозойских отложений архипелага Шпицберген был собран автором во время экспедиционных работ в 2006 г. Автор принимал участие в изучении пяти опорных разрезов триасовых, юрских и меловых отложений. В работе были использованы коллекции литологических образцов из естественных обнажений архипелага Земля Франца-Иосифа, переданные геологами ФГУНПП ПМГРЭ, а также образцы керна 10 скважин, пробуренных на шельфе Баренцева моря и переданных автору из ФГУП <ВНИИОкеангеологии>.
Автор участвовал в переинтерпретации разрезов скважин и одномерном моделировании разреза и теплового потока Баренцевоморского шельфа совместно с сотрудниками ФГУП ВСЕГЕИ и Федерального института геологии Германии (г. Ганновер). В качестве фактологической основы использовался первичный цифровой каротаж, а также результаты определения зрелости органического вещества по материалам ВНИИокеангеология.
В качестве сейсмогеологической основы при палеогеографических и палеотектонических реконструкциях был принят каркас региональных сейсмических профилей (30 тыс. пог. км), подготовленный в 2006-2008 гг. сотрудниками ФГУП <ВСЕГЕИ> и ОАО <Союзморгео> под руководством Л. А. Дараган-Сущовой.
Основные методы исследования
Литолого-стратиграфическое изучение скважин выполнялось с использованием программного Matlab. Палеогеографические реконструкции создавались в программе Arc-Gis на основе интеграции методов лито-фациального, сейсмостратиграфического и структурного анализов. Работа с первичными сейсмическими данными проводилась в программе SMT Kindom Suite. Одномерное моделирование проводилось с использованием пакета программ Petromod. Для получения информации об источниках сноса обломочного материала использовался метод изотопно-геохронологического изучения детритовых цирконов на установке SHRIMP, а также уран-свинцовое датирование методом ICP-MS с лазерной абляцией.
Публикации и апробация результатов исследований
По теме диссертации опубликовано 11 статей, в том числе одна коллективная монография и две статьи в журналах, рекомендованных перечнем ВАК. Полученные результаты исследований представлялись на 33-й сессии МГК (Осло, 2008 г.), на Международном Нефтяном конгрессе (Мадрид, 2008 г.), на РАО Offshore (Санкт-Петербург, 2007, 2009 гг.), Тромсе 2006, 2007 гг., перспективы добычи углеводородов в палеозойских отложениях Западной Сибири, Тюмень, 2008, на съезде юных геологов в МГУ (май 2008 г.) и на Международном совещании <3P Arctic: The Polar Petroleum Potential> (Москва, 29 сентября-2 октября 2009).
Структура и объем работы
Диссертационная работа общим объемом 150 страниц состоит из введения, четырех глав и заключения, а также списка использованной литературы, включающего 110 наименований. Текст сопровождается 3 схемами, 2 таблицами и 72 рисунками.
Благодарности
Автор выражает благодарность своему научному руководителю - докт. геол.-минер. наук, проф. А. В. Ступаковой за постоянные консультации и помощь в работе. Автор признателен сотрудникам НК <Статойл>, организовавшим посещение опорных разрезов мезозоя на архипелаге Шпицберген, докт. геол.-минер. наук проф. О. И. Супруненко и канд. геол.-минер. наук Н. Н. Устинову (ВНИИОкеангеология) и нач. партии А. А. Макарьеву (ПМГРЭ), предоставившим пробы для проведения аналитических исследований. В процессе работы автор пользовался консультациями и помощью канд. геол.-минер. наук, Н. Н. Соболева и докт. геол.-минер. наук Т. Н. Корень (методы стратиграфических исследований и палеогеографического анализа); канд. геол.-минер. наук П. О. Соболева (методика моделирования в программе Петромод); канд. геол.-минер. наук Л. А. Дараган-Сущовой (методы сейсмических исследований); вед. инж. В. Е. Васильева (работа с программой Arc-Gis); Всем перечисленным специалистам автор выражает свою искреннюю признательность.
