Среднеордовикско-нижнедевонский карбонатный НГК

Образование среднеордовикско-нижнедевонского преимущественно карбонатного НГК связано с трансгрессией со стороны Уральского палеоокеана, которая, перекрыв значительную территорию бассейна достигла Северного Тимана. В обстановке внутреннего шельфа, подчиняясь чередованию трансгрессивных и регрессивных фаз на фоне ранней

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 81

трансгрессии, ее максимума и последующей регрессии, был сформирован комплекс осадков разнообразного литологического состава и генетической принадлежности. Ограничением внутреннего шельфа служило краевое поднятие с рифогенными постройками, ныне занятое Западно-Уральской складчатой областью, восточнее которого начинался внешний шельф, переходящий в континентальный склон.

Западнее области перикратона на значительной части ТПП в условиях плитного и авлакогенного режима накапливались мелководно-шельфовые известково-доломитовые, глинисто-сульфатно-карбонатные и пестроцветные терригенно-карбонатные образования.

Нижнепалеозойская карбонатная формация трансгрессивно залегает на терригенной нижнеордовикской, заполнившей остаточные прогибы байкалид и неровности доордовикского рельефа, либо на складчатой поверхности фундамента в пределах Тиманского и Печоро-Колвинского блоков, в западной части Хорейверского блока.

К началу накопления среднеордовикско-нижнедевонского комплекса платформенная часть провинции была пенепленезирована и представляла собой территорию со слабо расчлененным рельефом. Относительно приподнятые участки рельефа сохранялись на западе - в Притиманье и на Северном Тимане, в пределах Малоземельско-Колгуевской моноклинали, на своде Болынеземельского палеоподнятия. В этих районах, согласно данным глубокого бурения, седиментация началась позднее - в течение позднеордовикской - начале раннесилурийской эпохи.

Среднеордовикско-раннедевонский период отмечен также возобновлением активных прогибаний вдоль Припечорского и Колвинского разломов Печоро-Колвинского авлакогена и в Варандей-Адзьвинской зоне, особенно в позднем силуре - раннем девоне. В целом же тектонические подвижки каледонской тектонической эпохи определили структурный план региона на рубеже раннего - среднего девона. Так, на востоке плиты, охватывающей современный Предуральский прогиб и Варандей-Адзьвинскую зону, до ее краевого поднятия обозначился перикратонный прогиб с толщинами среднеордовикско-раннедевонских карбонатных отложений до 3400 м. В приразломных прогибах Печоро-Колвинского авлакогена, получившего свою начальную структурную выраженность в виде разобщенных выдвинутыми поперечными блоками грабенов, толщины карбонатного комплекса достигли 3200 м. Относительно приподнятыми

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 82

оказались Лайское и Носовое поднятия, разделившие Припечорский и Колвинский грабены, Тиманский блок и Большеземельский свод. Сравнение толщин отдельных горизонтов силура - нижнего девона и их стратиграфических объемов свидетельствует о конседиментационном развитии данных структурно-тектонических элементов. Толщины нижнепалеозойской карбонатной формации, размытой в предсредне-позднедевонскую эпохи до нижнего силура и даже полностью (Носовое поднятие, Тиманский блок и Притиманье), ограничиваются здесь 200- 600 м.

В пределах Тимано-Печорского седиментационного бассейна отложения карбонатного ордовика-нижнего девона представлены'*]^ приБрБжио — нърскимтл vi морскими срди,иялли _k Четко вырАже^н/-цикличность нижнепалеозойского комплекса, связанная с тектоно-эвстатическими колебаниями уровня моря, облегчает не только корреляцию разрезов по промыслово-геофизическим данным, но и прогноз изменения состава отдельных интервалов разреза на фоне региональной литофациальной зональности всего комплекса. Для трансгрессивных частей крупных циклитов выделяются следующие фациальные области шельфа (с запада на восток): супралиторальная, литоральная и сублиторальная, далее переходящие в средний - глубокий шельф и континентальный склон. Для регрессивных частей, соответственно - супралиторальная, закрытых и полузакрытых водоемов (лагун), литоральная, сублиторальная (с краевыми рифогенными постройками) и открытого шельфа-склона.

Осадки супралиторальной области шельфа (IV) преобладают в западных районах бассейна. Они охватывают Северный Тиман, Малоземельско-Колгуевскую моноклиналь, северо-западную часть Денисовского прогиба и юго-западную часть Ижма-Печорской синеклизы. Здесь накапливались пестроцветные глинисто-карбонатные и карбонатно-глинистые осадки, обитали морские организмы, обычна песчано-алевритовая примесь обломочного кварца.

Восточнее, на значительной территории центральной части бассейна распространены преимущественно карбонатные и глинисто-карбонатные отложения области литорали (VI), среди которых встречаются осадки закрытых и полузакрытых водоемов (лагун), представленные ассоциацией седиментационно-раннедиагенетических доломитов, сульфатов и реже солей галита (V).

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 83

Устойчиво морские условия с карбонатной седиментацией (литоральная (VI) и сублиторальная (VII) области шельфа) на протяжении среднеордовикско-раннедевонской эпох сохранялись по периферии краевого поднятия на территории современной части внутреннего борта Предуральского прогиба и западного склона Урала и Пай-Хоя.

Современная восточная граница морской седиментации на мелком шельфе определяется надвигами Лемвинского аллохтона с глинисто-кремнисто-сланцево-карбонатными осадками области континентального склона (X) с некомпенсированным осадконакоплением, либо краевыми рифогенными образованиями верхнего ордовика-нижнего девона (Vllr).

К концу карадокского века на востоке ТПСБ окончательно оформилась зона континентального склона и его подножия, к западу от которой установились обстановки типичного карбонатного шельфа, связанные со средне-позднеордовикской трансгрессией Уральского палеоокеана (прил. 3). В маломакарихинское и усть-зыбское время в шельфовой части бассейна накапливались известковые илы, обитала разнообразная фауна, включая мшанки, табуляты, брахиоподы, криноидеи, остракоды и др. Эпизодическое и кратковременное накопление зернисто-детритовых образований при преобладании детритово-иловых, свидетельствует об условиях неглубокого и относительно выровненного рельефа. Незначительные проявления гидродинамической активности, характерные для небольших глубин в зонах палеоподнятий, проявились в неупорядоченности структуры известняков, линзовидно-слоистых текстурах. Отсутствие в конце среднего - начале позднего ордовика рифового обрамления, распространение однофациальных осадков покровами, их преимущественно иловая консистенция, а также тенденция к постепенному переходу в западном направлении в более глинистые отложения, позволяет отнести шельфовую обстановку на платформе к категории наклонного шельфа или "рампы".

Раннепалеозойская седиментация проходила в условиях жаркого аридного климата. Уже в конце среднеордовикской эпохи обстановки осадконакопления были благоприятными для создания органогенных построек. Об этом говорит тот факт, что в составе шельфовых биоценозов широко распространены известковые сине-зеленые водоросли и табуляты. Наиболее благоприятные условия для развития рифовых сооружений существовали на участках шельфового мелководья положительной компенсации (палеоподнятия) на границе с областями некомпенсированного

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 84

прогибания. В середине позднеордовикской эпохи на этих участках, расположенных вдоль восточного обрамления внутреннего шельфа, начали рмироваться типичные рифовые постройки толщиной до 150-200 м (в ископаемом состоянии). По времени образования они соответствуют регрессивной фазе позднеордовикской седиментации в шельфовой лагуне, где осадки малотавротинского возраста представлены пестроцветными терригенно-сульфатно-карбонатными (Ижма-Печорская синеклиза), глинисто-сульфатно-карбонатными (Хорейверская впадина) и галогенно-сульфатно-карбонатными (Косью-Роговская впадина) образованиями. Судя по характеру сейсмической записи на временных разрезах, предполагается, что соленосные осадки, накопившиеся в конце малотавротинского времени, могут присутствовать в Коротаихинской впадине и в Варандей-Адзьвинской структурной зоне, но таких построений геофизиками пока не предлагалось. Толщины осадков позднеордовикской (малотавротинской) регрессивной фазы увеличиваются в восточном направлении от 60 до 250 и более метров.

В конце позднеордовикской эпохи началась наиболее значительная раннепалеозоиская трансгрессия, которая получила максимальное развитие в лландоверийском веке раннего силура (прил. 4). В платформенной части бассейна, вплоть до Северного Тимана, установились практически однофациальные условия. Резкая смена лагунно-морских обстановок седиментации на шельфовые свидетельствует о достаточно бурном развитии трансгрессии, а ее распространение по площади обусловлено сглаженностью дна бассейна. Поэтому вполне вероятны интенсивное разрушение рифовых сооружений позднего ордовика на краю платформы и перемещение обстановок биогермо- и биостромообразования на запад. Здесь, преимущественно в условиях литорали с карбонатным осадконакоплением (VIr), накапливались детритовые, илово-детритовые и частично афанитовые известковые осадки, расселялись брахиоподы, кораллы, остракоды, иглокожие, водоросли и другие группы. В пределах палеосводов (Болыпеземельский, Велью-Тэбукский, Лайский, Омра-Лыжский и др.), преобладали тонкослоистые водорослевые, сгустково-иловые и детритово-зернистые образования, при отсутствии четко выраженных рифовых построек, что объясняется пологим характером дна бассейна. Осадки распространялись покровами, их текстурно-структурная неоднородность подчинялась динамике аккумулятивного рельефообразования. Толщины

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 85

отложений литорали с карбонатным осадконакоплением изменяются от 350 до 1200 м, увеличиваясь в восточном направлении.

В конце раннесилурийской - начале позднесилурийской эпохи наметился резкий перелом в осадконакоплении. Обширная регрессия Уральского палеоокеана вызвала значительное обмеление бассейна седиментации и интенсивное поступление песчано-алевритового материала с западных участков суши. В крайних западных районах ТПСБ (Северный Тиман, Малоземельско-Колгуевская моноклиналь, северо-западная часть Печоро-Колвинского авлакогена) в конце венлокского - на протяжении лудловского века установились обстановки супралиторали (ГУв) с седиментацией пестроцветных карбонатно-терригенных осадков (прил. 5). В центральной части бассейна накапливался специфический комплекс осадков, характерный для закрытых и полузакрытых водоемов (лагун) с нарушенным водообменом (V6), среди которых преобладали тонкослоистые известковые и седиментационно-раннедиагенетические доломитовые образования с эвригалинным бентосным сообществом. Гидрохимия этого водоема определялась аридизацией климата и формированием крупного рифового барьера в краевой части шельфа, толщиной до 450-500 м. В это же время на месте современных валов Печоро-Колвинского мегавала возникли узкие прогибы с компенсированным осадконакоплением. Толщины отложений в зарифовой части составляют - 30-450 м.

Трансгрессия пржидольского века в конце позднего силура характеризуется интенсивным разрушением лудловских рифовых построек и формированием в краевой и центральной частях шельфа слоистых отмельных образований. Область супралиторали с пестроцветной терригенно-глинисто-карбонатной седиментацией (ГУв) территориально совпадала с гердъюской. В центральных районах ТПСБ в пржидольском веке накапливалась монофациальная толща известковых и мергелисто-глинистых осадков (VI6), с преобладанием последних в западных районах. Тонкий пелитовый материал, периодически поступавший с низменной суши на западе, разносился по всему бассейну, но наибольшее его количество осаждалось в палеопрогибах, где толщины пачек аргиллитов и мергелей достигают 50-80 м (север Варандей-Адзьвинской зоны, современные валы Печоро-Колвинского авлакогена: Усинский, Харьягинский, Шапкина-Юрьяхинский, Лыжско-Кыртаельский). В пределах литорали на отмельных участках морского дна в позднегребенское время накапливались

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 86

преимущественно карбонатные осадки. Среди них встречаются органогенно-детритовые образования разной степени сортировки. Это обусловилось весьма мелководным характером, нормальным гидрохимическим и активным гидродинамическим режимом вод данных районов бассейна (южная часть Варандей-Адзьвинской зоны, Колвинского мегавала, гряда Чернышева). Литораль и сублитораль с карбонатным осадконакоплением (VIr, VII6) обосабливалась в восточных районах бассейна по периферии перикратона. Толщины гребенских отложений для центральных районов ШСБ составляют 150-500 м.

В начале раннедевонской эпохи (овинпармское время) произошло дальнейшее сокращение площади морского бассейна (прил. 6). В целом, размещение основных литолого-фациальных зон совпадало с таковым для пржидольского века, за исключением западных районов ТПСБ, где в конце овинпармского времени фиксируется смещение области супралиторали (1Ув) в юго-восточном направлении до Северо-Командиршорской и Южно-Юрьяхинской структур. Здесь накапливалась толща ритмично чередующихся глинистых, алевритовых и песчаных осадков с глинистой и карбонатной примесями, редким детритом рыб и остракод. В середине раннего девона (сотчемкыртинское время) произошло резкое сокращение и обмеление бассейна. На западе, в области супралиторали (1Ув) шло интенсивное (до 500 м) накопление пестроцветных глинисто-терригенных образований. В центральных районах ТПСБ происходила седиментация вначале глинисто-доломитовых (V6), а затем сульфатно-доломитовых (Vr) осадков закрытых и полузакрытых водоемов, толщиной до 400 м. В конце раннедевонской эпохи (пражский-эмский века) раннепалеозойская регрессия достигла своего максимума. В пределах Варандей-Адзьвинской зоны в пражском и эмском веках накапливались пестроцветные песчано-шинистые и сульфатно-карбонатные осадки области супралиторали (1Ув), толщиной 130-370 м. В позднелохковско-пражско-эмское время в узкой полосе на востоке бассейна формировался барьерный риф, в виде органогенно-аккумулятивной постройки, толщиной свыше 1000 м, разграничивавший карбонатную платформу и континентальный склон. По отношению к верхнесилурийским, рифогенные постройки раннего девона незначительно сместились в сторону Уральского палеоокеана.

Результаты проведенного регионального литолого-фациального анализа свидетельствуют о том, что карбонатные отложения ордовика-

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 87

нижнего девона накапливались во второй половине каледонского цикла тектогенеза, не получившего полного развития (ранняя и, частично, средняя стадии). С позиции геодинамической эволюции это время характеризуется как формирование пассивной окраины Восточно-Европейского континента. Этот крупный этап (цикл) накопления среднеордовикско-нижнедевонского карбонатного НГК отчетливо подразделяется на три этапа (цикла) более мелкого ранга:

-малотавротинский (С^-з)

-салюкинско-гердъюский (03-82)

-гребенско-раннедевонский (Si-D^

Каждому из этапов соответствует крупный циклит, который включает комплекс осадочных пород, образовавшихся с начала трансгрессии до максимальной регрессии и проявившихся на всей или большей части площади бассейна. Генетически тектоно-седиментационные этапы связаны между собой единством и направленностью процесса осадконакопления. В трансгрессивные фазы, в условиях продвижения открыто морских обстановок на запад, накапливались осадки литорали-сублиторали, представленные карбонатными и глинисто-карбонатными образованиями с разнообразными ископаемыми остатками морских организмов. В регрессивные фазы на краю карбонатной платформы активизировались процессы рифообразования, в зарифовой части устанавливались условия закрытых и полузакрытых водоемов (лагун) с галогенно-сульфатно-глинисто-карбонатной седиментацией.

Особенности строения среднеордовикско-нижнедевонского карбонатного НГК в различных районах провинции выражены в изменениях его стратиграфического объема и толщин. Наиболее полные разрезы комплекса известны в пределах Предуральского прогиба, Варандей-Адзьвинской структурной зоны и в грабеновых палеовпадинах Печоро-Колвинского авлакогена. Здесь выделяются и прослеживаются осадки всех трех тектоно-седиментационных этапов. В остальных районах присутствуют, в основном, два нижних циклита, причем первый редуцирован снизу, а второй размыт на различную глубину в предсредне-позднедевонское время (прил. 43, 44).

Каждый из тектоно-седиментационных этапов характеризовался своими особенностями, которые проявились в строении трансгрессивных и регрессивных частей циклитов. Так, в начале трансгрессивной фазы

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 88

малотавротинского этапа в западных и центральных частях бассейна накапливались пестроцветные карбонатно-глинисто-алевритовые образования. По мере расширения трансгрессии и углубления бассейна они постепенно переходили в сероцветные глинисто-карбонатные и карбонатные осадки. Регрессия в малотавротинское время создала благоприятные условия для формирования на краю перикратона рифогенных построек. В зарифовой части бассейна в это время обособился закрытый шельф с сульфатно-карбонатным и глинисто-сульфатно-карбонатным, а в Косью-Роговской впадине - с галогенно-сульфатно-карбонатным осадконакоплением (регрессивная фаза). В западных районах верхняя и нижняя части циклита частично редуцированы, о чем свидетельствуют следы субаэральных перерывов, интенсивная красноцветность и присутствие песчано-алевритового материала в кровельной части циклита.

Начало трансгрессивной фазы салюкинско-гердъюского этапа характеризовалось стремительным развитием трансгрессии с выдвижением обстановок сублиторали и литорали далеко на запад, вплоть до Северного Тимана, чему способствовала достаточно выровненная поверхность дна бассейна. Дальнейшее развитие трансгрессии протекало в спокойной тектонической обстановке с седиментацией достаточно мощной толщи практически безглинистых карбонатных осадков на протяжении позднего ордовика - раннего силура. В регрессивную фазу на краю перикратона вновь формировались рифогенные постройки, в зарифовой части бассейна накапливались тонко чередующиеся глинисто-карбонатные и карбонатно-глинистые осадки гердъюского горизонта верхнего силура, среди которых значительный объем принадлежит седиментационно-раннедиагенетическим доломитам, особенно в западных и центральных районах бассейна. Кроме того, здесь наблюдаются признаки субаэральных осушек, пестроцветность осадков и присутствие песчано-алевритового материала.

Гребенско-нижнедевонский этап характеризовался периодическим и интенсивным приносом тонкого пелитового материала и распространением его по всей площади бассейна. Данные условия определили специфичность развития бассейна седиментации на этом этапе как во время трансгрессивной, так и регрессивной фаз. В трансгрессивную фазу (гребенское-овинпармское время) накапливались циклически переслаивающиеся карбонатные, глинисто-карбонатные и карбонатно-глинистые илы. В крайних западных районах бассейна в конце

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НГК 89

овинпармского времени они сменялись алевритами и песками. В регрессивную фазу (сотчемкыртинское время) в центральных и восточных районах формировались глинисто-карбонатные и сульфатно-карбонатные осадки, позже (пражский-эмский века) они сменялись на песчано-глинистые и сульфатно-карбонатные. В западных районах бассейна в сотчемкыртинское время шла седиментация песчано-алевритовых илов. Для кровли регрессивных частей циклитов обычно характерна пестроцветная окраска пород.

Исходя из приведенной выше литолого-фациальной характеристики и тектоно-эвстатической цикличности разреза, в составе среднеордовикско-нижнедевонского НГК выделяются стратиграфические уровни, которые при определенных условиях являются коллекторскими толщами для скоплений УВ. Таковыми являются осадки области литорали (VI), сформировавшиеся в фазы наиболее широкого распространения трансгрессии или наибольшей ее "обширности". В составе малотавротинского циклита это верхняя часть усть-зыбского горизонта верхнего ордовика. Для салюкинско-гердъюского циклита - джагалский, филиппъельский и седъельский горизонты нижнего силура. Для гребенско-раннедевонского циклита - карбонатные пачки в верхнем силуре и в овинпармском горизонте нижнего девона. В целом породы-коллекторы области литорали характеризуются структурно-текстурной неоднородностью, что связано с рельефом морского дна, определявшего гидродинамическую активность бассейна, соотношением глинистых и "чистых" карбонатов, проявлением незначительных регрессивных тенденций (обмеление, начало регрессии, локальные внутриформационные размывы) в изменении фациального состава карбонатных пластов и образующие цикличность более мелкого ранга. Эта цикличность седиментации овеществлена в разномасштабных циклитах, в целом, обладающих общей структурой идеального осадочного циклита. Последний в мелководно-морских карбонатных и глинисто-карбонатных разрезах нижнего палеозоя имеет следующее строение: нижняя часть (базальная, начально трансгрессивная) сложена слоистыми илово-глинистыми и карбонатными породами. Средняя часть (наиболее широкого распространения трансгрессии или наибольшей ее "обширности"), представлена литоральными мелководно-шельфовыми, в основном, биокластическими разностями карбонатов с нормально-морской фауной. Верхняя часть, сформированная в условиях осушаемой иловой литорали,

Тимано-Печорский научно-исследовательский центр

Глава 4. Условия седиментации НТК 90

I супралиторали и осолоненных лагун состоит из глинисто-карбонатных, биохемогенных, водорослевых известняков и доломитов. Реальные циклиты представляют собой сочетание разновидностей пород, свойственных разным частям идеального, а фациальная принадлежность нижнепалеозойских толщ определяется частотой переслаивания элементарных микроциклитов и преобладающим развитием тех или иных их частей.

В результате анализа условий седиментации нижнепалеозойского карбонатного комплекса ТП НТВ можно сделать следующие выводы.

1. Формирование карбонатных пород - потенциальных коллекторов
связано с трансгрессивными фазами морской седиментации в условиях
литоральной области мелкого шельфа в пределах древних сводов и
палеоподнятий с активной гидродинамикой водной среды.

2. Накопление изолирующих толщ приурочено к регрессивным и
начально трансгрессивным фазам осадконакопления с галогенно-сульфатной
и глинисто-карбонатной седиментацией.

3. Возможно нефтегазоматеринские толщи связаны с глинисто-
карбонатными осадками трансгрессивных фаз седиментации в областях
литорали-сублиторали. Латерально они связаны с областями палеопрогибов
с компенсированным осадконакоплением (современные: Печоро-
Колвинский авлакоген, Варандей-Адзьвинская структурная зона,
Предуральский прогиб). Здесь формировались основные
нефтегазоматеринские толщи с высоким содержанием С_орг. (до 1,5-2%,
Данилевский, 1990).