УДК 550.84+665.61+543.06 |
© Коллектив авторов, 1994 |
К ВОПРОСУ О НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ КРАЕВОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОГО ВЕРХОЯНЬЯ
Г.Н. ГОРДАДЗЕ, В.Ф. МАЗАНОВ, И.П. СОЛОМАТИНА, Е.А. БЕЛОВА (ИГИРГИ)
Вопрос о потенциальной нефтегазоносности зоны развития покровно-надвиговых структур в пределах сочленения Предверхоянского прогиба с горно-складчатыми сооружениями дискутируется давно. В пользу существования возможных скоплений углеводородов в рассматриваемом регионе свидетельствуют некоторые косвенные показатели, в частности, наличие мощных осадочных толщ карбон-пермского и триас-юрского возраста преимущественно субаквального генезиса. В разрезе рассматриваемых отложений выделяются тонкообломочные (глинистые) пачки, обогащенные алиновой или арконовой органикой. Чередование
в разрезе флюидоупоров (глин) и коллекторских горизонтов создает благоприятные предпосылки для локализации в этих отложениях скоплений жидких и газообразных углеводородов,Отсутствие в настоящее время месторождений нефти и газа в рассматриваемом регионе, скорее всего, обусловлено низкой степенью геолого-геохимической изученности этой территории и незначительными объемами геофизических и буровых работ.
Проведенные в лаборатории аналитической химии ИГиРГИ исследования подтверждают мнение некоторых ученых
[1, 3] о перспективности указанного района.Образцы пород были предоставлены Космоаэрогеологической экспедицией ГНПП Аэрогеология для изучения органического вещества.
Район, в пределах которого отбирались образцы для настоящего исследования, расположен в центральной части Верхоянского мегантиклинория, в верховьях рек Джарджан, Унгуохтах, Уэль-Сиктях, где на дневной поверхности обнажаются слагающие ядро мегантиклинория каменноугольные отложения.
Все образцы пород
(33 образца) представляли собой черносланцевые толщи каменноугольно-нижнепермского возраста и были отобраны из скальных обнажений на западном склоне северной части Орулганского хребта. В структурном плане этот район приурочен к зоне пересечения Унгуохтакского (северо-западного) и Центрально-Верхоянского (субмеридионального) региональных разломов и расположен на западном обрамлении Верхне-Джарджанского поднятия.Глубинное строение этой территории в течение многих лет было дискуссионным. К настоящему времени общепринято мнение о сочленении Сибирской платформы с Верхоянской складчатой областью по покровно-надвиговой зоне (
рис. 1). Эти представления развивались достаточно долго целым рядом авторов (В.А. Виноградов, Л.П. Зоненшайн, Ю.П. Ивенсен, В.А. Литинский, А.А. Межвилк, Л.М. Парфенов, Ян-жин-Шин и др.).Согласно этим авторам. Верхоянская складчатая область надвинута на Приверхоянский прогиб
по системе пологих надвигов вплоть до тектонических покровов (шарьяжей). Наличие надвиговых дислокаций с различными углами наклона плоскостей скольжения (от 0 до 50-70 ) фиксируется геолого-съемочными работами на многих участках фронта надвиговой зоны. Амплитуды перемещения оцениваются по-разному. Так, описывая шарьяж в междуречье Джарджан и Улахан-Сиктях, А.Н. Наумов (1970) оценивает смещение в 20 км, а А.А. Межвилк (1970) - более чем в 50 км.Достаточно уверенно обосновывается наличие
крупной надвигово-покровной зоны, перекрывающей меловые и более ранние отложения Приверхоянского прогиба, по геофизическим, в частности, сейсморазведочным (Ян-жин-Шин, 1982) и гравиметрическим данным.Например, В.А. Литинский
[2], исследуя гравиметрическое поле северной части Приверхоянского прогиба и Верхоянского мегантиклинория в универсальной редукции (Грааф-Хантера), отмечает, что граница между интенсивными положительными аномалиями (типа Орулганской), отвечающими выходу на поверхность плотных пород Верхоянского комплекса и, по-видимому, поднятию фундамента, и интенсивными отрицательными, отвечающими внешней, наиболее погруженной части Приверхоянского прогиба, смещена относительно такой же границы по данным геологической съемки на 50-80 км на восток.Таким образом, вполне вероятно смещение Верхоянской складчатой области в сторону Приверхоянского прогиба на расстояние до
100 км. В этом случае район отбора образцов для настоящего исследования расположен на аллохтоне, перекрывающем более молодые мезозойские отложения Приверхоянского прогиба в его самой внешней части.Для исследования указанных образцов пород был применен следующий комплекс анализов:
1) определение содержания органического углерода;
2) люминесцентно-битуминологический анализ;
3) экстракция битумоидов пород хлороформом;
4) определение нормальных алканов и изопреноидов хлороформных битумоидов методом капиллярной газожидкостной хроматографии;
5) термолиз дебитуминизированных пород.
Полученные результаты представлены в таблице и на рис. 2 и рис. 3. Содержание органического углерода определялось на анализаторе углерода АН-7229 при температурах 500 и 900 С. Значения количества органического углерода практически не зависели от температуры сжигания и колебались в довольно широких пределах (1,21-4,34%) при модальном значении 2,3% на породу (39,4% случаев). В результате люминесцентно-битуминологического исследования указанных 33 образцов пород установлено следующее: все породы характеризуются крайне низким выходом хлороформного и спиртобензольного битумоидов (0,001% и ниже), растворы которых не люминесцируют в ультрафиолетовом свете. Вследствие этого сравнение битумоидов проводилось по капиллярным вытяжкам из хлороформного и спиртобензольного экстрактов битумоидов. По окраске свечения капиллярных вытяжек определялся тип битумоида по методике В.Н. Флоровской [4]. Оказалось, что преобладающим типом битумоида является маслянистый и легкий, который имеет голубое, голубовато-бело-желтое или желто-голубое свечение.
Для более детального изучения было проведено выделение битумоидов способом горячей экстракции хлороформом образцов пород в аппарате Сокслета. Для экстракции были отобраны семь образцов пород, критерием отбора которых, помимо геологического, служила ширина полосы свечения капиллярной вытяжки, изменяющаяся в пределах от 5 до 18 мм.
Низкая битуминозность исследуемых пород, установленная люминесцентно-битуминологическим анализом, была подтверждена результатами экстракции в аппарате Сокслета. Количество хлороформного битумоида варьирует в пределах 0,02-0,04%. Все выделенные битумоиды содержат очень мало смол, а асфальтены практически отсутствуют.
Методом капиллярной газожидкостной хроматографии было изучено распределение нормальных алканов и изопреноидов в битумоидах на молекулярном уровне. Хроматограммы всех образцов битумоидов очень похожи друг на друга.
Во всех образцах присутствует стерано-тритерпановый "горб" в области элюирования нормальных алканов С26-C34 со значительным количеством непреобразованных стеранов (биостеранов). Максимум нормальных алканов приходится на нС21-нС23. Значения генетического показателя - отношение пристан/фитан - очень близки и колеблются в пределах 0,57-0,82. Значения отношений пристан/нС17 и фитан/нС18 изменяются в пределах 0,39-1,0 и 0,53-1,36 соответственно Полученные результаты свидетельствуют о том, что изученные битумоиды генерировались, скорее всего, из морского источника.
Как уже указывалось, изученные образцы пород при довольно высоких значениях органического углерода содержат крайне низкие количества хлороформного битумоида, что на первый взгляд может быть объяснено тем, что исследовались образцы из обнажений. Для выяснения этого факта и одновременно для доказательства сингенетичности или эпигенетичности изученных битумоидов был проведен термолиз дебитуминизированных образцов пород по предложенной нами методике [5] с последующим изучением распределения легких углеводородов в продуктах термолиза на молекулярном уровне. Следует отметить, что этот метод мягкого термолиза хорошо зарекомендовал себя при определении природы исходного органического вещества и степени его преобразованности. Термолиз проводили при температурах 350 и 400°С в течение 7 ч. Однако примененный для анализа продуктов термолиза высокочувствительный метод капиллярной газожидкостной хроматографии не показал наличия даже следов углеводородов. Этот факт свидетельствует о том, что, несмотря на высокие содержания органического углерода, кероген в этих образцах настолько сильно метаморфизован, что в нем не осталось даже следов углеводородных фрагментов. Следовательно, изученные битумоиды с нефтяным распределением углеводородов являются полностью эпигенетическими для данных пород. Судя по всему, происходит постоянная подпитка нефтью изученных пород из более глубоких горизонтов.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
1. Кероген исследованных пород настолько сильно метаморфизован, что не способен генерировать даже следовые количества углеводородов при термолизе.
2. Хлороформные битумоиды изученных пород являются полностью эпигенетическими, они морского генезиса и могут рассматриваться как индикаторы наличия нефтяной залежи на более глубоких горизонтах.
3. Установленная эпигенетичность выделенных в средне-верхнекаменноугольных отложениях нефтей находит логическое объяснение вертикальной миграцией углеводородов из погребенных под покровом нефтегазопроизводящих пермь-мезозойских отложений.
Это обстоятельство открывает значительные перспективы для обнаружения скоплений углеводородов в толщах Приверхоянского прогиба, погребенных под тектоническим покровом, в частности, юрских.
4. Проведение аналогичных исследований поверхностных отложений, развитых вдоль зоны надвиговых дислокаций, позволит прогнозировать положение перспективных районов для поисков нефти и газа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Results of geochemical investigations of Low Carboniferous black shales from rock outcrops at the western slope of the Orulgan ridge northern part are generalized. Organic carbon content is defined, luminescence-bitumen analysis is carried out and hydrocarbon distribution in bitumen is studed by the method of capillary gas-liquid chromatography. It is proved, that metamorphosed rocks of black shales formation are uncapable to generate hydrocarbons during thermolysis. Presence of chloroform bitumen in it is explained by hydrocarbon migration from Perinian-Mezozoic deposits, buried under a thrust. Obtained results show certain perspects of hydrocarbon pools discovering in formations, buried under tectonic nappe, at Pre-Verkhoyan foredeep.
РИС. 1. ТЕКТОНИЧЕСКАЯ СХЕМА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ПРЕДВЕРХОЯНСКОГО ПРОГИБА И ПРИЛЕГАЮЩИХ УЧАСТКОВ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ[2].
Границы:
1 - Анабарской антеклизы Сибирской платформы, 2 - Яно-Колымской складчатой области, 3 - структур I порядка; 4 - разломы, устанавливаемые по гравитационным и магнитным данным; 5 - фронт тектонического покрова; 6 - выходящие на поверхность нижнемеловые отложения Предверхоянского и Лено-Анабарского прогибов; 7 - Западно-Верхоянский тектонический покров; 8 - область неглубокого залегания консолидированной коры (кристаллического фундамента) в пределах Верхоянского мегантиклинория; 9 - Оленекский авлакоген; 40 - места отбора проб. К-Д - Куойско-Далдынский выступ; Л-А - Лено-Анабарский прогиб; ОЛ - Оленекский авлакоген; БУ - Булунская впадина; ДЖ - Джарджанская впадина; ВЕ - Верхоянский мегантиклинорийРИС. 2. ТИПИЧНАЯ ХРОМАТОГРАММА БИТУМОИДА. ОБР. 515/1. ЦИФРЫ ПОКАЗЫВАЮТ ЧИСЛО АТОМОВ УГЛЕРОДА В МОЛЕКУЛЕ Н-АЛКАНА; П - ПРИСТАН; Ф - ФИТАН.
Капиллярная колонка,
30 м, апиезон; линейное программирование температуры 100 –> 3°С/мин до 320° С3. ДИАГРАММЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ АЛКАНОВ, ПРИСТАНА И ФИТАНА В БИТУМОИДАХ ПОРОД ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ ТОЛЩ, ОТОБРАННЫХ ИЗ ОБНАЖЕНИЙ УЧАСТКОВ ЗАПАДНОГО ВЕРХОЯНЬЯ
П
- пристан; Ф - фитан
Номер образца |
Возраст |
Место отбора |
Литология |
Сорг, % |
Содержание ХБ*, % |
Пристан |
Пристан |
фитан |
Фитан |
нС 17 |
нС 18 |
||||||
512/1 |
C2-3sd (сиэдерская свита) |
р. Согуруу - Уэль-Сиктях (верховья) |
Алевролиты, преимущественно крупнозернистые |
3,24 |
0,03 |
0,57 |
0,60 |
1,00 |
514/1 |
" |
" |
" |
2.43 |
0,03 |
0,67 |
0,52 |
0,80 |
515/1 |
" |
" |
Аргиллит алевро-литистый |
2,53 |
0,02 |
0,82 |
0,53 |
0,85 |
531/7 |
С 2jp(юпенчинская свита) |
р. Согуруу - Уэль-Сиктях (среднее течение) |
Алевролиты крупнозернистые |
2,37 |
0,03 |
0,57 |
0,42 |
0,87 |
536/1 |
C2-3sd (сиэдерская свита) |
" |
Аргиллиты |
3,42 |
0,04 |
0,70 |
0,39 |
0,53 |
538/1 |
C2st (сетачанская свита) |
р. Согуруу - Уэль-Сиктях (среднее течение |
Алевролиты |
2,26 |
0,02 |
0,70 |
0,44 |
0,77 |
541/1 |
C2-3sd (сиэдерская свита) |
" |
Аргиллиты |
2,74 |
0,03 |
0,73 |
1,00 |
1.35 |
*ХБ
- хлороформный битумоид