Углеводородный потенциал Восточно-Баренцевоморского и Северо-Чукотского бассейнов

Синтез имеющихся данных по двум крупнейшим депоцентрам российского арктического шельфа – Восточно-Баренцевоморского и Северо-Чукотского бассейнов

ВЕРЖБИЦКИЙ В.Е., ФРАНТЦЕН Э.М., ЛИТТЛ Э., СОКОЛОВ С.Д., ТУЧКОВА М.И.
Ти Джи Эс Нопек Геофизическая компания, Россия, Ти Джи Эс Нопек Геофизическая компания АСА, Норвегия, Ти Джи Эс Нопек Джеолоджикал Продактс энд Сервисиз, Норвегия, Геологический институт РАН, Россия

В настоящей работе мы представляем синтез имеющихся в наличии геолого-геофизических данных по двум крупнейшим депоцентрам российского арктического шельфа – Восточно-Баренцевоморского и Северо-Чукотского бассейнов. Они заполнены мощными толщами отложений – до 18 и более км. Предполагается, что осадконакопление в обоих бассейнах началось в палеозойское (позднедевонское) время.

Гигантский углеводородный потенциал доказан для Восточно-Баренцевоморского и широко предполагается для Северо-Чукотского прогиба. Данное исследование основано на недавно полученных сейсмических данных (2005, 2006), доступного опубликованного материала и некоторых результатах полевых наблюдений на Северной Чукотке и острове Врангеля (2006).

Наше исследование Восточно-Баренцевоморского региона в основном базируется на сейсмических данных Ти Джи Эс/Новые Геопроекты (2005) и Геофизического Атласа Баренцева моря Ти Джи Эс/ВБПР (2004). Восточно-Баренцевоморский регион представляет собой один из наиболее богатых на углеводородное сырье секторов российского арктического шельфа, где открыты хорошо известные газовые и газоконденсатные месторождения: Штокмановское (одно из крупнейших месторождений в мире), Ледовое, Лудловское и др. (например, Грамберг и др., 2002; Шипилов, Тарасов, 1998). Большинство региональных месторождений УВ и потенциальных структур находятся в пределах протяженного ССВ Восточно-Баренцевоморского рифта (трога), заполненного мощными поздне(?)палеозойскими-мезозойскими отложениями (Богданов, Хаин, 1996). Настоящий трог прослеживается к востоку от Пайхой-Новоземельской раннекимерийской складчатой системы (и ее передового прогиба) и состоит из двух отдельных осадочных бассейнов (Юго-Восточного и Северо-Восточного), разделенных лудловской седловиной. Время начала формирования трога до сих пор является предметом дискуссии.

Предполагается, что Хибино-Контозерская разломная зона с признаками растяжения на Кольском полуострове с временем наиболее интенсивного проявления щелочного магматизма в позднем девоне ~360-380 Ma (Шарков, 2002), представляет собой ЮЗ продолжение на сушу Восточно-Баренцевоморского рифта (Балуев, 2006; Леонов и др., 2007). Наиболее интенсивное погружение трога имело место в поздней перми и, в основном, в триасе, сопровождавшееся лавинной терригенной седиментацией (Шипилов, Тарасов, 1998; Шипилов, 2003).

Предполагается, что два основных импульса магматизма повлияли на развитие Восточно-Баренцевоморского трога в мезозое. Первый, пермотриасовый, рассматривающийся как синхронный сибирскому трапповому магматизу и, второй, датированный в Лудловской морской скважине, соответствующий по возрасту позднеюрскому-раннемеловому времени (Шипилов, Тарасов, 1998). Данные события вызвали внедрение многочисленные базальтовых даек и силлов, интрудированных, в основном, в пермотриасовые отложения и распознающиеся на сейсмических записях как протяженные высокоамплитудные аномалии. Существенные вертикальные движения, возможно связанные с позднеюрским-раннемеловым магматизмом, вероятно сформировали региональное несогласие в основании мела (BCU), перекрытое проградационными комплексами (Geophysical Atlas…, 2004).

Основные скопления углеводородов связаны со смятыми в пологие складки триасовыми, юрскими и, в меньшей степени, меловыми отложениями. Интересно отметить, что 3Д геотермическое моделирование выявило в юго-западной части Баренцева моря положительную куполообразную тепловую аномалию, ассоциирующую с основными региональными месторождениями углеводородов (Подгорных, Хуторской, 2002). Природа рассматриваемых складчатых структур до сих пор представляется противоречивой. Было предположено (Шипилов, Тарасов, 1998), что они сформировались в результате расширяющего воздействия на вышележащие отложения внедряющихся силлов. Согласно другой точке зрения, формирование контракционных куполов было вызвано отдаленным влиянием палеогеновых правосторонних транспрессионных смещений между Гренландией и Шпицбергеном во время раскрытия Норвежско-Гренландского сектора Северной Атлантики (Geophysical Atlas…, 2004).

Район Арктической Аляски США широко известен своими крупными нефтяными и газовыми месторождениями (Прадо Бэй, Купарук Ривер, Бюргер и др.), в то время как геологически сходный регион на российской территории все еще остается слабо изученным (например, Оруджева и др., 1999; Mazarovich, Sokolov, 2003; Бурлин, Шипелькевич, 2006; Хаин, Полякова, 2007). Российский сектор Чукотского моря включает несколько региональных тектонических подразделений: Чукотская позднекиммерийская складчатая система, Южно-Чукотский прогиб (K2(?)-Cz), Врангелевская (Врангелевско-Геральдская) кимерийская дуга и Северо-Чукотский прогиб. Остров Врангеля, представляющий поднятый блок дуги, в основном сложен докембрийскими метаморфическими породами и палеозойско-триасовыми отложениями, возможно подвергшимися раннекарбоновому магматизму (Kos’ko et al., 1993; Косько и др., 2003). Таким образом, остров представляет собой ключевой участок суши для изучения геологической структуры российского шельфа Чукотского моря.

Летом 2006 г. силами международной Российско-Американско-Шведской экспедиции (С.Соколов, М.Тучкова, Э.Миллер, В.Пииз и В.Вержбицкий) были проведены полевые работы в центральной, западной и южной частях острова (Pease et al., 2007; Соколов и др., 2007). Геологические комплексы врангелевской дуги надвинуты к северу на значительно менее деформированный Северо-Чукотский прогиб, подстилающийся среднепалеозойским (франклинским) фундаментом (Хаин, Полякова 2007). Вероятно, что нижняя часть осадочного чехла содержит верхнедевонские-каменноугольные отложения, как это предполагается для трога Ханна (Sherwood et al., 2002). Максимальная мощность Pz-Mz-Cz осадков в Северо-Чукотском прогибе превышает 16 км. Осенью 2006 г. Ти Джи Эс совместно с “Интегратор геофизических решений” получили новые сейсмические данные в российской части Чукотского моря. По причине отсутствия морских буровых скважин в российском секторе, интерпретация сейсмических данных достаточно спекулятивна. На сейсмических разрезах было отмечено несколько основных угловых несогласий. Они были использованы для выделения основных мега-секвенций, с учетом данных по американскому сектору, а также по суше Чукотки и острова Врангеля.

Наиболее глубокое несогласие (LCU), идентифицированное в Северо-Чукотском прогибе, может соответствовать завершающей фезе коллизии в позднем неокоме и началу молассового осадконакопления, эквивалентному Брукской секвенции апт-альб – кайнозойского возраста. Эта граница также соответствует доаптскому несогласию северо-восточной Евразии, связанному с коллизией Чукотки и Евразии (например, Sokolov et al., 2002;Катков и др., 2007). Элсмирская (D3-J3) и рифтовая мегасеквенции (J3-K1) (Sherwood et al., 2002) могут быть идентифицированы ниже этой границы. Наиболее отчетливое несогласие в верхней части осадков может соответствовать верхнебрукскому, MBU (~K/Cz), выделенному ранее для этой области (Grantz et al., 1990; Burlin, Shipelkevich, 2006). Наиболее молодое идентифицированное угловое несогласие не очень известно для данного района.

Мы предполагаем ,что оно может иметь возраст 24 млн лет (конец позднего олигоцена) и быть связано с компрессионным импульсом, выделенным в хребте Брукса и прогибе Коллвилл (O'Sullivan et al., 1997; Moore et al., 2002), но неизвестным для Чукотки и острова Врангеля. Данный возраст, предположенный для этого несогласия, не входит в противоречие с явлением домиоценовой инверсии (транспрессии) Южно-Чукотского погиба. Широко развитые антиклинальные структуры в палеозойских, мезозойских и, в меньшей степени, кайнозойских отложениях соответствуют потенциальным сводовым ловушкам. Выклинивания, несогласия, дельтовые/проградационные тела и потенциальные ловушки, связанные с разломами также представляют существенный интерес. Данные структуры часто ассоциируют с сейсмическими аномалиями типа “яркое пятно” и газовыми скоплениями, указывающим на значительную перспективность региона на углеводородное сырье (Verzhbitsky et al., 2008).

Согласно литолого-геохимическим исследованиям на острове Врангеля, каменноугольные и триасовые отложения в геологическом прошлом были нефтепроизводившими. Карбонатные отложения каменноугольного возраста сходны по литологическим признакам с формацией Лисбурн Аляски, где она представляет собой одну из продуктивных толщ нефтяного месторождения Прадо Бэй (Хаин, Полякова, 2007). Вероятно, что элсмирские и, возможно, юрско-раннемеловые отложения непосредственно к северу от врангелевской дуги умеренно деформированы и залегают относительно неглубоко. Таким образом, погребенный склон врангелевской дуги может быть достаточно перспективен, поскольку упомянутые выше секвенции представляют собой основные продуктивные толщи Арктической Аляски. В общем, расмотренный структурный рисунок и широко предполагаемое сходство с геологической историей Арктической Аляски, указывают на значительный углеводородный потенциал Северо-Чукотского прогиба.

Участники международной геологической экспедиции-2006 очень благодарны директору и научным сотрудникам Государственного природного заповедника “Остров Врангеля” за помощь в организации и проведении полевых работ. Арктические исследования авторов из Геологического института РАН были поддержаны грантом РФФИ № 08-05-00547 и ОНЗ РАН.

Литература
Балуев А.С. Геодинамика рифейского этапа эволюции северной пассивной окраины Восточно-Европейского кратона // Геотектоника. 2006. Т. 40, №. 3, с. 23-38.
Богданов Н.А., Хаин В.Е. (ред.) Объяснительная записка к Международной Тектонической карте Баренцева моря и северной части Европейской России (Масштаб 1:2500000), Москва: ИЛОВМ РАН. 1996, 94 p.
Бурлин Ю.К., Шипелькевич Ю.В. Основные черты тектонического развития осадочных бассейнов в западной части шельфа Чукотского моря и перспективы их нефтегазоносности // Геотектоника. 2006. № 2. С. 65–82.
Грамберг И.С., Супруненко О.И., Таныгин И.А. и др. Штокмановское уникальное газоконденсатное месторождение (Баренцево море) // Российская Арктика: геологическая 3
история, минерагения, геоэкология (Главные редакторы Д.А.Додин, В.С.Сурков). СПб, ВНИИОкеангеология. 2002. С. 660-663.
Катков С.М., Стриклэнд А., Миллер Э.Л., Торо Дж. О возрасте гранитных интрузий Анюйско-Чукотской складчатой системы // Доклады РАН. 2007. Том 414. № 2. С. 219-222.
Косько М.К., Авдюничев В.В., Ганелин В.Г. и др. Остров Врангеля: геологическое строение, минерагения, геоэкология // Министерство природных ресурсов РФ, Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана. – СПб., ВНИИОкеангеология, 2003. 137 с.
Леонов М.Г., Балуев А.С., Кузьмичев А.Б. и др. Тектоника арктического шельфа России в исследованиях Геологического института РАН // Нефть, газ Арктики. Материалы международной научно-технической конференции (ред. проф. В.П.Гаврилов) M.: Интерконтакт Наука. 2007. 352 с.
Оруджева Д.С., Обухов А.Н., Агапитов Д.Д. Перспективы нефтегазопоисковых работ в Чукотском море // Геология нефти и газа. 1999. Т. 3/4, p. 28-33.
Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. Тепловая трехмерная модель Баренцево-Карского региона // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология (Главные редакторы Д.А.Додин, В.С.Сурков). СПб, ВНИИОкеангеология.. 2002. С. 184-192.
Хаин В.Е., Полякова И.Д. Седиментационные бассейны и перспективы нефтегазоносности шельфа Восточной Арктики // Океанология. 2007. Т. 47. № 1. С. 116-128.
Шарков Е.В. Магматические комплексы арктической части Балтийского щита (Кольский полуостров) // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология (Главные редакторы Д.А.Додин, В.С.Сурков). СПб, ВНИИОкеангеология. 2002. С. 267-278.
Шипилов Э.В., Тарасов Г.А. Региональная геология нефтегазоносных осадочных бассейнов Западно-Арктического шельфа России // Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1998. 306 с.
Geophysical Atlas of Barents Basin - Integrated Seismic, Gravity and Magnetic Interpretation (edited by Planke S., Myklebust R., Falaide J.I., and Breivik A.). Copyright 2004 by Volcanic Basin Petroleum Research (VBPR) and TGS-NOPEC. Edition 1.01. Olso, June 2004. 150 p.
Grantz A., Johnson L., and Sweeney J.F. (eds.). The Geology of North America, vol. L, The Arctic Ocean Region // Geol. Soc. of Am., Boulder, Colo. 1990. 644 p.
Mazarovich А.O., Sokolov S. Yu. Tectonic subdivision of the Chukchi and East Siberian Seas // Russian Journal of Earth Sciences, 2003, Vol. 5, No. 3, P.185–202.
Verzhbitsky V., Frantzen E., Savostina T., Little A., Sokolov S.D., Tuchkova M.I. The Russian Chukchi Sea shelf // GEO ExPro. 2008. Vol. 5, No. 3. P. 36-41 (full article available at https://www.geo365.no/TGS-Chukchi/).