В ОИГГМ СО РАН был выполнен цикл работ по созданию такой методики (В.В. Ревердатто, В.Н. Шарапов, А.Э. Конторович, И.И. Лиханов, А.А. Тен, А.В. Хоменко и др.).

В бассейнах с интенсивным проявлением траппового магматизма основную роль в нагревании осадочных пород до аномально высоких температур играет не тепловой поток из фундамента, а пластовые интрузивы, число которых (по материалам бурения) в некоторых разрезах, например на западе Сибирской платформы, достигает 15-20. Естественно, что одновременное внедрение всех или, по крайней мере, некоторых магматических тел, содержащихся в осадочном разрезе, нагреет вмещающие толщи сильнее, чем последовательные интрузии, разделенные промежутками времени, достаточными для остывания предыдущего интрузива до регионального фона, создаваемого тепловым потоком. Поэтому при восстановлении режима нагревания осадочных пород в регионах с интенсивным трапповым магматизмом весьма важно решить вопрос о характере (одновременность – разновременность) внедрения трапповых тел.

И.И. Лихановым и А.А. Теном при изучении одной из скважин в центральной части Южно-Тунгусской НГО, вскрывшей девонские образования [2], был выполнен расчет температур нагревания пород, расположенных между интрузивами, при следующих альтернативных предположениях: 1) внедрение всех тел долеритов произошло одновременно; 2) внедрение тел долеритов произошло разновременно, причем интервал времени между отдельными интрузиями позволял предыдущему интрузиву и вмещающим его породам остыть до фоновых значений температур. Для этого же разреза оценка максимальных температур нагревания пород была выполнена независимым методом – по нескольким биминеральным термометрам, применимым для осадочных пород. Сравнение результатов определений по обоим методам позволило сделать важный вывод о разновременности интрузий в изучаемом разрезе [3], что хорошо согласуется с геологическими данными – пересечением одного интрузивного тела другим (Куренков С.А., Перфильев А.С., 1984; Куренков С.А., 1986).

Авторами был изучен керн скв. 3 Биробчанская, расположенной на западе Южно-Тунгусской НГО. В первую очередь следовало установить интрузивную природу магматических тел, вскрытых скважиной. Для этого были исследованы осадочные породы между силлами.

Скв. 3 Биробчанская вскрыла палеозойский разрез от нижнего девона до верхнего кембрия. Магматические тела в интервале от нижнего силура до нижнего ордовика содержат четыре силла (рис. 1), представленных мелкокристаллическими плагиоклаз-пироксеновыми долеритами. Первый силл мощностью 43 м залегает в валекской свите S₁ vl, 2-й – мощностью 39 м расположен на 81 м ниже в чалбышевской свите S₁cl (нижний силур), 3-й интрузив мощностью 68 м размещается в байкитской свите О₁bk и 4-й мощностью 202 м – в усть-мундуйской свите О₁um (нижний ордовик). Расстояние между 3-м и 4-м интрузивами – 93 м.

В разрезах, свободных от долеритов, валекская и чалбышевская свиты представлены доломитами, в меньшей степени известняками с прослоями доломитовых мергелей. По всему разрезу присутствует ангидрит (2-5 %). Примесь терригенных компонентов составляет 1-3 %, в основном это кварц и плагиоклазы алевритовой размерности. Байкитская свита сложена переслаивающимися крупнозернистыми алевролитами и мелкозернистыми песчаниками с известково-доломитовым цементом, объем которого достигает 30 %. Усть-мундуйская свита представлена переслаивающимися известняками и доломитами примерно в равных количествах.

В разрезе скв. 3 Биробчанская отмечается мраморизация карбонатных пород, расположенных между интрузивами, причем карбонаты сохраняют первоначально-слоистую текстуру. Вблизи от контактов изначально-доломитовые отложения валекской и усть-мундуйской свит становятся существенно кальцитовыми. Полностью исчезает ангидрит. В карбонатных породах в приконтактовых зонах присутствуют диопсид, гранат (возможно, гроссуляр), биотит, плагиоклаз, эпидот. На большем удалении в породах появляются кварц, тремолит, магнетит, тальк. В терригенных породах байкитской свиты в приконтактовых зонах отмечены кварц, плагиоклаз, актинолит, диопсид, тальк. На еще большем удалении встречаются мусковит, эпидот, магнетит. Комплекс метаморфических минералов позволяет считать, что породы расположены в пределах мусковит-роговиковой фации контактового метаморфизма (Ревердатто В.В., 1970). Это говорит о том, что скважиной вскрыты интрузивные тела. Кроме того, предыдущие исследования свидетельствуют, что в западной части Сибирской платформы пластовые интрузивы располагаются в палеозойской части разреза, а эксплозивные и эффузивные составляющие трапповой формации залегают выше подошвы триаса (Конторович А.Э., Мельников Н.В., Старосельцев B.C., Хоменко А.В., 1987; [1]). Все вышесказанное дает достаточную уверенность, что в Южно-Тунгусской НГО, как и во всей западной части Сибирской платформы, в палеозойских отложениях пластовые магматические тела имеют интрузивную природу.

Более детальное изучение петрологии интрузивных тел трапповой формации Сибирской платформы и подробное описание ассоциаций метаморфических минералов в экзоконтактовых зонах выполнено ранее А.М. Виленским (1967), В.В. Золотухиным и др. (1984), Б.В. Олейниковым (1979), В.В. Ревердатто (1970).

Поскольку разрез представлен преимущественно карбонатными породами либо терригенными со значительным количеством карбонатов в цементе, для определения максимальных температур нагревания был использован кальцит-доломитовый термометр в модификации А.С. Таланцева (1978), имеющий преимущества перед другими модификациями (Puhan D., 1979; Goldsmith I. and Newton R., 1969). Достоверно измеряемый с использованием этого термометра интервал температур, величина возможной ошибки в измерениях температур пород, подвергшихся контактовому метаморфизму от трапповых интрузивов, рассмотрены в работе [4]. Для того чтобы убедиться в однородности распределения оксидов в зернах, по результатам замеров в которых с помощью кальцит-доломитового термометра проводится определение температур, и соответственно в достоверности определения палеотемператур, было сделано 25 определений содержания оксидов в одном зерне доломита. Для СаО среднеарифметическое содержание оказалось равно 30,94 %, стандартное отклонение 0,44, дисперсия 0,19; для МgО – соответственно 21,78; 0,49; 0,24; для МnО -0,017; 0,012; 0,0017; для FeO -0,12; 0,023; 0,00052, что свидетельствует об однородности распределения оксидов. Следовательно, применение кальцит-доломитового термометра в данной геологической ситуации возможно. Технология аналитических работ и аппаратура использованы те же, что и в работе [4]. Определения были выполнены сотрудниками Института минералогии СО РАН В.В. Лепетюхой и И.И. Лихановым. Этими же исследователями были выполнены определения максимальных температур по 30 образцам, отобранным из осадочных пород между интрузивами (табл. 1, табл.2).

С целью выявления последовательности внедрений интрузивов для этой же скважины были выполнены численные расчеты максимальных температур нагревания, исходящие из двух предположений: все интрузии происходили или одновременно, или разновременно. Для решения этой задачи необходимо было, во-первых, восстановить полный разрез осадочных пород и гипсометрическое положение интрузивов на момент их внедрения, во-вторых, использовать в расчете, при условии одновременности внедрения, все четыре интрузивных тела, вскрытых скважиной. Теплофизическое моделирование температурного поля вокруг пластинообразного интрузива, внедрившегося в осадочные породы, неоднократно выполнялось ранее (Шарапов В.Н., Меламед В.Г., 1966; Феоктистов Г.Д., 1978; Ревердатто В.В., Волкова Н.И., 1983; [3]). Авторами статьи были использованы те же методы и приемы, адаптированные к конкретным условиям Южно-Тунгусской НГО, и разработан соответствующий алгоритм.

Время внедрения основной магмы долеритов на территории Южно-Тунгусской НГО – конец позднего палеозоя – начало триаса (Конторович А.Э., Мельников Н.В., Старосельцев B.C., Хоменко А.В., 1987; Хоменко А.В., 1987). На этот период здесь над девонскими отложениями залегала достаточно мощная толща среднекаменноугольных – пермских пород и гипсометрическое положение силлов было гораздо ниже, чем в настоящее время, что и отражено на рис. 2.

Размытая в настоящее время часть каменноугольно-пермского разреза восстановлена по соседним скважинам и естественным обнажениям. Осадочный палеоразрез выглядит следующим образом (сверху вниз): аргиллиты – мощностью 100 м, алевролиты – 250 м, песчаники с глинистым цементом – 250 м (K_2-3-Р₁), мергели сульфатоносные – 180 м (D_1-2), доломиты глинистые с ангидритом – 90 м (S₂), доломиты – 80 м, доломиты глинистые – 85 м, известняки – 45 м (S₁), аргиллиты – 80 м (О₂), песчаники с карбонатным цементом – 75 м, известняки глинистые – 10 м, алевролиты – 15 м, известняки слабоглинистые – 50 м (О₁), долериты – 43, 39, 68 и 202 м.

Таким образом, на момент внедрения кровля нижнего силла была на глубине 1650 м (см. рис. 2). Соответственно было реконструировано гипсометрическое положение и вышележащих интрузивов, но расстояние между ними сохранено таким же, как и в настоящее время. Начальная температура магмы принята 1200 °С, температура кристаллизации породообразующих минералов – 1100-950 °С, температура дневной поверхности – 20 °С. Температурный градиент на время внедрения интрузивов был принят 4 °С/100 м [1]. С учетом строения разреза, описанного выше, расчет выполнен для многослойной среды. Теплофизические коэффициенты взяты из справочника [5]. Сопоставление результатов теплофизических расчетов и биминеральной термометрии (см. рис. 1, табл. 1, табл.2) свидетельствует, что температурные кривые, построенные по лабораторным данным, совпадают с кривыми, полученными по результатам численного моделирования для случая разновременности интрузий. Выполненные расчеты и лабораторные определения палеотемператур показывают, что в изученном районе, так же как и на участке, рассмотренном в работе [3], магматизм был дискретным, многоактным и трапповые тела внедрялись в разное время. Выполненная работа позволяет также присоединиться к заключению, что для восстановления температурных условий в карбонатных осадочных бассейнах с трапповым магматизмом наиболее эффективно будет применение теплофизических расчетов, заверенных геологическим термометром в модификации А.С. Таланцева [4].

Можно предположить, что механизм интрузий одного этапа в пределах единого геологического региона был однотипен (Конторович А.Э., Мельников Н.В., Старосельцев B.C., Хоменко А.В., 1987; [1]). Поэтому на основании ранее опубликованных данных и приведенных в статье материалов можно полагать, что внедрение позднепалеозой-раннемезозойских трапповых тел, составляющих подавляющее большинство на западе Сибирской платформы, происходило последовательно и разделялось промежутками времени, достаточными для остывания ранее внедрившихся магматических тел до фоновых температур. Это позволяет с высокой степенью достоверности оценить величину нагревания осадочных пород магматическими телами в эпоху максимального проявления траппового магматизма, в том числе и температурные условия, в которых находились нефтематеринские и неф-тегазопроизводящие комплексы в этот период.

1. Геология нефти и газа Сибирской платформы / Ред. А.Э. Конторович, В.С. Сурков, А.А. Трофимук. – М.: Недра, 1981.
2. Конторович А.Э., Меленевский В.Н. Учение о главной фазе нефтеобразования и его место в осадочно-миграционной теории нафтидогенеза // Изв. АН СССР. Сер. геол. –1988. - № 1. - С. 3-14.
3. Лиханов И.И., Тем А.А. Определение одновременности/разновременности внедрения трапповых силлов на основании температур контактового метаморфизма // Докл. АН СССР. – 1991. - Т. 321, №5. - С. 1141-1143.
4. Применение геотермометров для оценки температур метаморфизма в осадочных бассейнах с трапповым магматизмом / А.Э. Конторович, И.И. Лиханов, В.В. Лепетюха и др. //Докл. РАН. - 1995. - Т. 345, № 6. - С. 793-801.
5. Физические величины / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991.