Позднедокембрийский магматизм Припечорской зоны разломов: центральной части Печорской плиты

Актуальность проблемы. До настоящего времени нет единого мнения о природе фундамента Печорской плиты в силу ограниченности геологической информации о протерозойских магматических комплексах, перекрытых мощным осадочным чехлом. Тем не менее, уже накопилось достаточное количество данных о вещественном составе пород, слагающих фундамент, для переосмысления этой информации в связи со сменой геодинамической парадигмы. Магматические породы являются частью фундамента для Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна. Структуры осадочного чехла во многом определяются рельефом поверхности фундамента, поэтому интерес к фундаменту обоснован и понятен. Дефицит фонда потенциально нефтегазоносных структур в Тимано-Печорском бассейне на сегодняшний день свидетельствует о необходимости новых идей и новых подходов для дальнейшего успешного освоения региона.

Целью работы является доказательство палеоостроводужной природы докембрийских магматических пород Припечорской зоны разломовсрединной части Печорской плитыреконструкция строения и эволюции позднепротерозойской островодужной системы на основе синтеза геологических, петрографических и геохимических данных.

Задачи исследования.

1. Обобщение геологических и петрографических данных, формационный анализ магматических пород Печорской плиты и, в частности, Припечорской зоны разломов.

2. Реконструкция последовательности образования магматических комплексов.

3. Изучение геохимических особенностей этих образований и сопоставление геохимических параметров пород Припечорской островодужной системы и современных островных дуг для установления общих закономерностей эволюции магматизма Припечорской островодужной системы.

4. Разработка геодинамической модели развития региона в позднем протерозое.

Фактический материал диссертационной работы составили результаты исследований автора в 1995;2006 в отделе литологических и тектонических основ нефтегазоносности ТП НИЦ с привлечением данных более ранних исследований на Северном и Среднем Тимане в составе Ухтинской ГРЭ. Проанализирован керновый материал около 100 параметрических, поисковых, разведочных, поисково-структурных глубоких скважин, находящийся в региональном кернохранилище ТП НИЦ. В процессе исследований автором были изучены более 1 ООО петрографических шлифов. В работе было использовано около 200 химических анализов горных пород и 24 оригинальных анализа редкоземельных элементов и микроэлементов. Химические анализы были выполнены в лаборатории ГУП РК ТП НИЦ Е. Ю. Малофеевой, определения редких и рассеянных элементов — в Нэнси (Франция) методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS) В. Пиис.

Основные защищаемые положения.

1 — Среди позднедокембрийских магматических пород Припечорской зоны разломов выделяются вулканиты базальтовой толеитовой и известково-щелочной серииинтрузии габбро-перидотит-дунитовой, габбро-плагиогранитной, габбро-гранитной и гранитной формаций, сформировавшиеся в геодинамической обстановке островных дуг.

2 — По особенностям химизма установлен ряд магматических пород, фиксирующих полный эволюционный цикл развития Припечорской энсиматической островной дуги от заложения ее на океанической коре до коллизии континент — дуга: от толеитовых базальтов до андезитов и риолитовот габбро до гранодиоритов и гранитов.

3 — Припечорская зона представляет собой аккреционную и коллизионную структуру, которая разделяет два мегаблока фундамента Печорской плиты — терригеннный Тиманский и вулканогенно-осадочный Болынеземельский.

Научная новизна. На основе петрографических, геохимических и геодинамических исследований доказывается, что формирование позднепротерозойских магматических комплексов Припечорской зоны обусловлено надсубдукционным магматизмом энсиматической островной дуги.

Практическое значение работы. Основные положения и конкретные данные могут быть использованы для детального изучения фундамента Печорской плиты при проектировании глубоких скважин, в том числе для поисковых работ на нефть и газ.

Апробация работа и публикации. Отдельные положения и результаты исследований представлялись и докладывались на российских и международных совещаниях в г. Целле (1998), Санкт-Петербурге (2000), Москве (2001), Екатеринбурге (2004), Сыктывкаре (1996, 1997, 1999, 2000, 2004), изложены в нескольких тематических научных отчетах ТП НИЦ. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 150 страниц состоит из введения, 6 глав и заключения, включает 34 рисунка и фотографии, 5 таблиц, список литературы из 114 наименований.

Основные результаты данной работы позволяют наметить перспективную площадь для поисков углеводородов — в первую очередь, западную часть Припечорской зоны разломов, заслуживающую постановки детальных сейсморазведочных работ. Возможно, в процессе этих исследований перспективная зона может расшириться на всю Припечорскую зону разломов. Если рассматривать эту зону не только как аккреционный, но и как коллизионный палеоороген, вполне вероятно формирование здесь шарьяжно-надвиговых дислокаций, подобных более поздним уральским. В таком случае, западная часть фундамента Припечорской зоны (а возможно, и вся зона) имеет двухъярусное строение. Верхний ярус сложен аллохтонными аккреционными островодужными комплексаминижний — автохтонными комплексами пассивной окраины Восточно-Европейской платформы, которые по своему составу и происхождению являются потенциально нефтегазоносными. Их поднадвиговое структурное положение может обеспечить благоприятные условия для образования природных резервуаров нефти и газа, а вулканогенные островодужные ассоциации во многих случаях могут являться и являются неплохими флюидоупорами (Шустер, 1997; Шнип, 2000).

К сходным выводам пришел Кузнецов Н. Б. с соавторами (2005) также исходя из коллизионной природы Припечорского орогена. В этой работе приводятся предположения о возможной нефтегазоносности фундамента всего Болыпеземельского мегаблока, включая Припечорскую зону.

Таким образом, на территории Припечорской зоны разломов имеются в наличии все условия для возможного существования месторождений нефти и газа в породах фундамента. Коллекторами для залежей углеводородов могут быть рифей-вендские сланцевые толщи пассивной окраины ВосточноЕвропейской платформы с уже доказанной на территории Тимана нефтегазоносностью. Роль покрышек могут выполнять вулканогенные породы того же возраста, надвинутые на Тиманский мегаблок по системе разломов. Глубина вскрытия пород фундамента на этой территории составляет 2,5−3 км в северных и центральных районах и 4−4,5 км — в южных.

Заключение

.

Проведенное исследование позволило на основе детального геологического, петрографического и современного геохимического анализа особенностей вещественного состава изученных пород выделить среди них породы, обусловленные магматизмом энсиматической островной дуги.

Обобщая выводы, сделанные в основных главах работы, необходимо подчеркнуть следующие наиболее важные результаты проведенного исследования:

1. Установлено, что среди магматических пород Припечорской зоны разломов преобладают породы, сформировавшиеся в геодинамической обстановке островных дуг. Совместно с зарубежными учеными в рамках программы «Европроба» был произведен анализ этих пород на редкие и рассеянные элементы методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS). Полученные данные в сравнении с анализами аналогичных пород других регионов мирапозволяют сделать вывод об их несомненной островодужной природе. Породы с такими геохимическими характеристиками ни при каких обстоятельствах не могли быть образованы в рамках платформенного магматизма.

2. Установлена эволюция магматизма Припечорской энсиматической островной дуги от заложения ее на океанической коре до коллизии. По своим геохимическим характеристикам исследуемые магматические породы были разделены на четыре основные группы, которые отвечают различным этапам в развитии островодужного магматизма. Породы первой группы являются представителями толеитового магматизма, обнаруживают петрогенетическое сходство с бонинитами и отвечают ранней энсиматической островной дуге. Породы второй группы отличаются более дифференцированном спектром REE и обогащенностью литофильными элементами, что указывает на среднюю стадию развития энсиматической островной дуги. Третья группа объединяет дифференцированные породы, происходящие из обогащенного мантийного источника, что характерно для зрелых островных дуг. Последнюю, четвертую группу составляют риолиты и граниты. Эти породы по своим геохимическим характеристикам могут являться как позднеостроводужными, так и синколлизионными производными. В любом случае, это уже заключительная стадия развития Припечорского подвижного пояса. Все этапы развития островной дуги увязаны с имеющимися данными абсолютного возраста по магматическим породам.

3. На основании анализа магматизма предложена геодинамическая модель развития региона в позднем протерозое до становления Припечорского аккреционно-коллизионного орогена. Эта модель предполагает наличие в центральной части Печорской плиты позднепротерозойской аккреционной структуры. Используя магматизм, как индикатор геодинамических обстановок, можно проследить историю развития бассейна между восточной пассивной окраиной континента Балтия и Большеземельским микроконтинентом. Здесь, на океанической коре, в конце рифея — начале венда была заложена зона субдукции на восток, в сторону Большеземельского микроконтинента. Именно этим объясняется резкая смена осадочного разреза протерозоя в пределах Тиманского мегаблока на вулканогенный по западной границе Припечорской зоны. Дальнейшее сближение литосферных плит привело к коллизии континентдуга в самом конце венда и последующему орогенезу. Фрагменты Припечорской островной дуги, коллаж из микроконтинентов и других островных дуг нарастили остов континентальной плиты и новообразованная Печорская плита вступила в этап платформенного развития.

4. Рассмотрены варианты практического использования основных результатов работы для нужд геологии нефти и газа. Намечен перспективный участок для поисков углеводородов в породах фундамента — западная часть.

Припечорской зоны разломов, где предполагается залегание в поднадвиговом положении потенциально нефтегазоносных позднепротерозойских сланцевых комплексов Восточно-Европейской платформы. Глубины залегания докембрийских пород здесь — 2 — 2,5 км в северной и центральной зоне и 4 — 4,5 км в южной.

Таким образом, на конкретном уникальном материале глубоких скважин Печорской плиты решена важная задача установления палеоостроводужной природы магматических пород Припечорской зоны разломов.