Перспективы нефтегазоносности Шпицбергенской континентальной окраины

Удалось выявить и охарактеризовать основные структурные зоны, такие как Западно-Арктическая платформа, переходная зона континент – океан

КАЗАНИН Г.С., ШЛЫКОВА В.В., ФЕДУХИНА Т.Я., ПАВЛОВ С.П., СУПРУНЕНКО О.И., ЗУЙКОВА О.Н., УСТИНОВ Н.В.
ОАО «Морская арктическая геологоразведочная экспедиция», Россия, ФГУП «ВНИИОкеангеология», Россия

На акватории Шпицбергенской континентальной окраины ОАО МАГЭ проводит геофизические исследования уже более 30 лет. Сначала это были профильные работы рекогносцировочного характера, в результате которых удалось выявить и охарактеризовать основные структурные зоны, такие как Западно-Арктическая платформа, переходная зона континент – океан, представляющая собой цепочку периокеанических прогибов, и Норвежско-Гренландский океанический бассейн.

Начиная с 2002 года проводятся планомерные площадные исследования в юго-западном секторе Шпицбергенской континентальной окраины. Набор методов исследований остался прежним: сейсморазведка МОВ ОГТ, МПВ (по отдельным сечениям), сейсмоакустическое профилирование, гравиметрия, магнитометрия, донный пробоотбор. Изменилось качество этих исследований, значительно повысились разрешающая способность аппаратуры, точность плановой привязки пунктов наблюдений, математическое и программное обеспечение. В 2005-м году к перечисленному комплексу добавилось газогидрохимическое профилирование, методика и техника которого была разработана сотрудниками ООО «Южморгеошельф».

Комплексный характер исследований позволил осветить широкий спектр вопросов, связанных с геологическим строением Шпицбергенской континентальной окраины, начиная с глубинных горизонтов коры в целом и заканчивая водным слоем, где предметом изучения были концентрации углеводородных газов, растворённых в воде.

Глубинное строение изучаемой территории отражено в физических полях, и прежде всего в гравитационном поле. Совместный анализ гравитационного поля и данных МПВ-ГСЗ позволил выявить регрессионную зависимость между глубиной залегания границы Мохо и гравитационным полем, с использованием которой была построена карта мощности земной коры. В переходной зоне континент – океан гравиразведкой зарегистрированы две интенсивные гравитационные аномалии овальной формы, связанные с мантийными плюмами. Подобные аномалии гравитационного поля отмечаются и в других районах пассивных континентальных окраин (Погребицкий и др, 2001).

Определяющими современный облик Шпицбергенской континентальной окраины факторами являлись реорганизация движения плит с последующим заложением в конце олигоцена вдоль Западно-Баренцевоморской окраины зоны растяжения, а затем формирование спредингового центра хребта Книповича. В процессе его развития и отодвигания от первичной окраины сформировался Поморский периокеанический прогиб, наложенный на первичный палеоцен-эоценовый бассейн (Шипилов и др., 2007). В результате тектонической перестройки территории в неогене воздымание Баренцевоморской окраины и увеличение степени эрозии Баренцевоморского шельфа обеспечили поступление огромного количества осадочного материала, заполнившего периокеанические прогибы и перекомпенсировавшего их.

Комплекс этих глобальных процессов сформировал современный структурно-тектонический план Шпицбергенской континентальной окраины, обусловив гетерогенность докайнозойского фундамента и латеральную дифференциацию осадочного чехла. В обозначенных ранее крупных структурных зонах, таких как зона периокеанических прогибов, Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней и Западно-Арктическая платформа, представленная Орогенной системой Западного Шпицбергена и Свальбардской плитой, на основании проведенных комплексных геолого-геофизических исследований 2002-08 гг., было существенно детализировано их строение и выделены структурные элементы более мелкого порядка.

Осадочный чехол представлен отложениями кайнозойского и позднепалеозойско-мезозойского(?) возраста. Кайнозойские комплексы отложений полностью заполняют глубоководный Норвежско-Гренландский океанический бассейн, переходную зону континент-океан, представленную периокеаническими прогибами, а также Норвежско-Шпицбергенской зоной ступеней. Позднепалеозойско-мезозойские(?) отложения развиты в грабенообразных прогибах переходной зоны и слагают осадочный чехол Свальбардской плиты. В прогибах Атка и Поморский зона сочленения континентального и океанического фундамента приурочена к их депоцентральным областям. Между этой зоной и Норвежско-Шпицбергенской зоной ступеней располагается полоса деструкции континентальной коры. В осевой части прогибов глубина залегания гетерогенного фундамента достигает 12 км.

Тектоническое районирование проводилось по кровле гетерогенного фундамента (рефлектор Фок-Фк) с учетом распределения аномалий физических полей. Строение Восточного фланга хребта Книповича и Орогенной системы Западного Шпицбергена достаточно подробно изучено в работах Гусева Е.А. (2001, 2005), Шипилова Э.В (2005, 2007), Шкарубо С.И. (1993, 1997, 2007), Лившица Ю.Я. (1973) и т.д., поэтому основное внимание будет посвящено строению зоны периокеанических прогибов и Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней.
Норвежско-Шпицбергенская зона ступеней представляет собой систему горстов и грабенов, выделенных по кровле гетерогенного фундамента, сложенного предположительно средне-верхнерифейскими(?) породами. В ее пределах выделены подводное продолжение горста Принца Карла, грабен Форландсунн, Саффолкский грабен и Туррельский горст, разделенные дизъюнктивными нарушениями субширотной ориентировки. Горст Принца Карла и грабен Форландсунн характеризуются северо-западной ориентировкой, свойственной всем каледонским структурам этого региона. Саффолкский грабен и Туррельский горст, расположенные вдоль юго-западной части побережья арх.Шпицберген, были выделены впервые. Генеральное простирание указанных элементов несколько отличается от уже известных горста Принца Карла и грабена Форландсунн и имеет северо-восточный тренд. Зона ступеней отделена от структур Западно-Арктической платформы и Норвежско-Гренландского бассейна системой разломов Хорнсунн, ориентированных в северо-западном направлении.

В составе зоны периокеанических прогибов выделены прогибы Атка и Поморский. Фундамент прогибов гетерогенный, западный борт сложен базальтами Восточного фланга хребта Книповича, на востоке – блоками деструцированного континентального фундамента. Прогибы Поморский и Атка разделены Серкапской седловиной, представляющей собой цепочку приподнятых блоков океанического фундамента, сегментированных тектоническими разломами северо-западной и северо-восточной ориентировки. Разломы северо-западного простирания являются элементами системы срединно-океанического хребта Книповича (трансформы).

Разломно-блоковая структура фундамента формирует ряд структурных элементов более высокого порядка. В составе прогиба Атка четко выделяются Ис-фьордская и Аткинская ступени и Аткинская впадина. Ис-фьордская ступень представляет собой систему блоков континентального фундамента, представленного, предположительно, породами средне-верхнерифейскими возраста, сформировавшуюся в результате амплитудных сбросовых движений и укладывающуюся в единую структурную зону северо-западного простирания. Амплитуда вертикальных смещений блоков относительно друг друга достигает 2.0 км. Аткинская ступень представляет собой выступ океанического фундамента, ограниченного изогипсой 5.0 км по кровле гетерогенного фундамента. Аткинская впадина сформирована сбросовыми дислокациями с амплитудами до 5.0 км, плоскости скольжения которых наклонены в стороны ее депоцентра, и представляет собой узкую вытянутую зону северо-западного простирания, сегментированную на блоки тектоническими нарушениями, по которым они смещаются в северо-западном направлении.

В строении Поморского прогиба выделены Западно-Медвежинская шельфовая и Поморская ступени, формирующие его восточный континентальный и западный океанический борта, соответственно. Центральную позицию в прогибе занимает Поморская впадина. Западно-Шпицбергенская шельфовая ступень представляет собой систему блоков континентального фундамента, сложенных разновозрастными породами и сброшенных по листрическим разломам северо-западной ориентировки. Поморская ступень является выступом океанического фундамента и сочленяется на севере с Серкапской седловиной по трансформному разлому северо-западной ориентировки. Поверхность фундамента в депоцентральной части моноклинально погружается с севера на юг, достигая максимальных значений (до 11.0 км) в южном секторе Поморского прогиба в области контакта фундаментов океанического и континентального типа.

В строении кайнозойского осадочного чехла на основе интерпретации материалов МОВ ОГТ выделен ряд комплексов, представленных снизу вверх: позднеолигоцен-раннемиоценовыми(?), средне-верхнемиоценовыми, верхнеплиоценовыми, эоплейстоценовыми и неоплейстоцен-голоценовыми отложениями. Два нижних комплекса формировались на этапе заложения и начального разрастания океанической коры в спрединговом центре хр.Книповича. Мощный проградационный клин плиоцен-голоценовых отложений сформировался на окраине в
результате воздействия ледников на Шпицбергенский и Баренцевоморский шельф. Основные перспективы нефтегазоносности могут быть связаны с ловушками неструктурного типа (стратиграфические, литологические, тектонически-экранированные и смешанные), предполагаемых в пределах Ис-фьордской и Западно-Медвежинской ступеней.

Ловушки структурного типа выделены по кровле отражающего горизонта R7, связанного с подошвой верхнеплиоценовых отложений. Наиболее крупным антиклинальным структурам даны собственные имена – Тампенфлакет и Сальпюнтен. Указанные структуры расположены в северо-западной части прогиба Атка (Казанин Г.С. и др., 2007) и приурочены к Ис-фьордской и Аткинской ступеням, ограничивающим Аткинскую впадину, и откуда углеводороды (УВ) могли мигрировать вверх по восстанию слоев. Повышенный тепловой поток и большие глубины залегания осадочного материала должны обеспечить созревание органического вещества (ОВ) и генерацию УВ (Crane,1988). Косвенным признаком присутствия УВ в кайнозойских отложениях являются аномалии типа «факел», зафиксированные эхолотным промером в окрестностях антиклинального локального поднятия «Тампенфлакет», и многочисленные аномалии сейсмической записи типа «яркое пятно» в целом по разрезу осадочного чехла.

Перспективы на УВ, связанные с антиклинальными поднятиями, выделенными в позднепалеозойско-мезозойских комплексах отложений Норвежско-Шпицбергенской зоны ступеней оцениваются более осторожно, поскольку зона имеет сложное тектоническое строение.

Перспективы, связанные с локальными структурами, выделенными в пределах Поморского прогиба, оцениваются также сдержанно, так как для них характерны малые амплитуды и довольно крутое воздымание бортов прогиба, предполагающее миграцию УВ в гипсометрически выше расположенные структурные зоны.

Таким образом, разломно-блоковая структура фундамента, значительная мощность кайнозойского осадочного чехла, разнообразие его литологического состава, повышенные значения теплового потока, а также зарегистрированное газогидрохимическим профилированием повышенное содержание растворенных УВ-газов в воде, говорят о том, что Шпицбергенская континентальная окраина представляет собой перспективный объект для поисков углеводородов. Перечисленные факторы могут обеспечить тектоническое и литологическое экранирование возможных скоплений УВ на различных стратиграфических уровнях.

Литература
Гусев Е.А., Шкарубо С.И. Аномальное строение хребта Книповича. Российский журнал наук о Земле. Том 3, №2. С. 165 – 182, 2001, https://eos.wdcb.rssi.ru/rjes/rjes_r00.htm.
Погребицкий Ю.Е., Горячев Ю.В., Трухалев А.И. Перспективы нефтегазоносности пояса сочленения континент – океан в Арктике. В сб. Мировой океан, вып 3, Москва, 2001, 44 – 48 с.
Казанин Г.С., Федухина Т.Я., Кириллова-Покровская Т.А., Федухин Н.В. Геолого-геофизические исследования Морской арктической геолого-разведочной экспедиции на шельфе и континентальной окраине. архипелага Шпицберген. В сб. Комплексные исследования природы Шпицбергена, Апатиты, 2004 г. с. 48 – 54.
Шипилов Э.В., Шкарубо С.И. Геодинамика формирования северного сегмента Норвежско-Гренландского бассейна: новая модель//Разведка и охрана недр, №9, 2007, стр.47-52.
Crane K., Sundvor E., Foucher J.P., Hobart M., Myhre A.M., LeDouaran S. Thermal evolution of the Western Svalbard Margin. Marine Geophysical Researches 9, 1988, p.165-194.
Solheim A., Faleide J.I., Andersen E.S., Elverh?i A., Forsberg C.F., Vanneste K., Uenzelmann-Neben G., Channell J.E.T. Late Cenozoic seismic stratigraphy and glacial geological development of the east Greenland and Svalbard-Barents sea continental margins. Quaternary Science Reviews, vol 17,1998.

Нефть и газ арктического шельфа-2008: материалы конференции