3. Сейсмостратиграфия западной сибири
В строении Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна участвуют протерозойские и палеозойские магматические, метаморфические и осадочные образования, слагающие фундамент, или основание бассейна, триасовые (пермо-триасовые) эффузивные, эффузивно-осадочные и осадочные породы, относимые к рифтогенному (грабен-рифтовому), или катаплатформенному комплексу отложений, и мезозойско-кайнозойские осадочные образования, слагающие собственно осадочный чехол. Мощность последнего изменяется от первых сотен метров по обрамлению бассейна до 3-5 км в южной его половине и до 7-10 км в северной части.
Породы фундамента преимущественно дислоцированы и отделяются от образований как катаплатформенногог комплекса, так и осадочного чехла угловыми и стратиграфическими несогласиями. Породы основания представлены широким спектром петрографических разновидностей: интрузивные и эффузивные породы от кислого до основного и ультраосновного состава, эффузивно-осадочные породы, метаморфические и осадочные (известняки, аргиллиты, песчаники) породы, охватывающие возрастной диапазон от протерозоя по пермь. Более распространены образования девона и карбона. На северо-востоке и северо-западе ЗС (Приенисейский и Ямальский районы, соответственно), в доюрском основании довольно широко развиты палеозойские и протерозойские (на востоке) слабодислоцированные осадочные толщи.
Пермотриасовые образования относятся к рифтогенным образованиям, связанным с глобальным этапом раскола земной коры и формирования системы рифтовых зон, захвативших большинство континентов и океанов Земли. В ЗС, являющейся, по меткому выражению крупного ученого-тектониста В.В.Белоусова, «неродившимся океаном», процесс рифтогенеза (спрединга, или раздвижения земной коры) привел не только к формированию системы грабенообразных разломных впадин, заполненных базальтовой лавой, но и к общему погружению западносибирского сегмента земной коры, благодаря чему в мезозое здесь образовался гигантский (крупнейший в мире по площади) осадочный бассейн. Строение осадочно-породных комплексов бассейна характеризуется четкой трансгрессивно-регрессивной цикличностью, связанной как с глобальными колебаниями уровня мирового океана, так и с особенностями тектонического развития и погружением бассейна в целом и отдельных его частей в определенные промежутки мезозойско-кайнозойской геологической истории (рис. 3.1).
В ранней-средней юре осадконакопление в ЗС протекало в мелководно-морских (северные районы) и континентальных условиях. Эти отложения представлены сероцветным, слабоугленосным комплексом с харак-
терными литогенетическими признаками континентальных осадков (прослои углей, углистых глин, обильные включения углефицированных растительных остатков).
Рис. 3.1 Схема региональной цикличности осадочного чехла Западной Сибири. А – площади развития глинистых осадков, связанных с относительно глубоководно-морскими и озерными фациями; Б – общие площади седиментации
В келловее (конец средней юры) на территорию ЗС трансгрессировало море (глобальная келловейская трансгрессия), поэтому верхняя юра в ЗС представлена морскими глинистыми отложениями с подчиненной ролью песчаных пород, локализующихся, преимущественно, в восточной ее половине. На этом основании можно заключить, что более активным был восточносибирский источник сноса обломочного материала. В титоне (волжский век) отмечается максимум позднеюрской трансгрессии. В это время территория ЗС превратилась в глубоководную морскую ванну с глубинами моря 300-500 м, в которой накапливались глинистые осадки, обогащенные органическим веществом. Только в северо-восточной части ЗС в отложениях титона отмечаются прослои морских песчаных пород.
Глубоководный бассейн, сформировавшийся в поздней юре, продолжал существовать и в неокоме (берриас, валанжин, готерив-баррем). Однако, если в поздней юре скорости поступления в бассейн осадков были низкими, то в неокоме он заполнялся с высокими скоростями в связи с активными тектоническими процессами (воздымание и активное разрушение складчатых сооружений) в Восточной Сибири. Урал в это время оставался стабильным и представлял собой выровненную (пенепленизированную) возвышенность, снос терригенного материала с которой был незначительным. Поэтому осадочный материал в неокомский Западно-Сибирский бассейн поступал, в основном, с востока.
Поступление в бассейн огромных масс осадков приводило, с одной стороны, к его засыпанию, с другой – к прогибанию земной коры под весом осадков и увеличению площади бассейна и его глубин от титона к готериву. В барреме глубоководная морская впадина была полностью засыпана осадками и дальнейшее осадконакопление в раннем мелу протекало в мелководно-морских условиях. Отмечались крупные трансгрессии моря в апте и альбе, с влиянием которых связано формирование глинистых толщ соответствующего возраста в западной половине ЗС. В сеноманском веке (поздний мел), в связи с активизацией тектонических движений в обрамлениях ЗС, на ее территорию поступали значительные массы песчаных осадков.
В туроне произошла следующая крупная трансгрессия, в результате чего позднемеловое-эоценовое осадконакопление протекало в сравнительно глубоководном (до 200-300м) морском бассейне при низких темпах поступления с суши терригенного материала. С этим этапом развития Западно-Сибирского седиментационного бассейна связано накопление глинисто-кремнистых толщ турон-эоценового возраста. Накапливались глины, глинистые опоки, опоки, диатомиты, т.е. породы, сложенные остатками морских организмов с кремнистыми скелетами (радиолярии, губки, диатомовые водоросли) и глины. Площадь этого бассейна была наибольшей в мезозое-кайнозое.
В олигоцене за счет дифференцированных тектонических движений произошло воздымание большей части территории ЗС и формирование преимущественно песчано-алевритовых и глинисто-алевритовых отложений континентального генезиса. В неогене-четвертичном периоде большая часть ЗС, за исключением ее южных районов, была вовлечена в неотектоническое воздымание, амплитуда которого составила в северных и арктических районах ЗС более 300-400 м. В результате этих движений кровля морских турон-эоценовых отложений была эродирована на различную глубину в прибортовых частях бассейна, а неогеновые осадки сохранились только в южной части ЗС.
В четвертичном периоде в связи с глобальным похолоданием ЗС была покрыта ледниковым щитом, напоминающим современный гренландский. Южная граница оледенения располагалась южнее широтного течения р. Обь. Процесс оледенения был многоэтапным, ледники развивались и отступали. Окончательное формирование климата, близкого к современному, произошло в антропогене. Ледниковые эпохи оставили в верхней части разреза ЗС толщу многолетнемерзлых пород (ММП), мощность которой в арктических районах достигает 300-500 м. Эти реликты «вечной мерзлоты» имеют сложное строение и существенно снижают качество и достоверность сейсмических исследований.