Взаимопроникновение глубинной тектоники и литологии выражается в том, что разновременно-разнонаправленные тектонические движения земной коры (фундамента бассейнов седиментации) контролируют масштабы и особенности осадконакопления и часто литологический состав сформировавшихся осадочных тел.
Среди молодых плит Северной Евразии Западно-Сибирская плита (ЗСП) характеризуется наиболее «спокойным» тектоническим строением: разноранговые пликативные формы в объеме ее осадочного мезозойско-кайнозойского чехла характеризуются пологим рельефом с малыми углами наклона, дизъюнктивная нарушенность чехла в целом имеет мало интенсивный характер.
В разные годы проблемами тектоники ЗСП занималось большое число исследователей. Особенности тектонического строения осадочного чехла и фундамента ЗСП неоднократно рассматривались в работах Ю.Т. Афанасьева, С.К. Барыкина, B.C. Бочкарева, Ф.Г. Гурари, О.Г. Жеро, Н.П. Запивалова, В.М. Ковылина, Н.Я. Кунина, В.П. Макаревича, К.И. Микуленко, И.И. Нестерова, Н.Н. Ростовцева, М.Я. Рудкевича, B.C. Суркова, Н.В. Шаблинской и многих других исследователей. Вопросы тектонического строения ЗСП и ее северных областей подробно освещены в ряде работ [22, 76, 90, 111, 112, 149, 150, 161]. В арктических районах плиты (Ямал, Гыдан, Тазовский полуостров) доюрский комплекс пород глубоким бурением не вскрыт, за исключением нескольких скважин на юге Ямала и Бованенковском месторождении, в связи с чем проблема возраста консолидации фундамента не имеет однозначного решения. В целом же по площади ЗСП относительно широко развит герцинский фундамент, охватывающий две трети ее территории [49, 112, 115]. Он обнажен в пределах Таймырского и Новоземельского антиклинориев, складчатых систем Пайхоя, Урала и Алтая. На Ямале, Гыдане и южнее, между Обской и Тазовской губами, развиты блоки более древней консолидации.
Герцинский комплекс по структурно-формационному составу и истории развития делится на три складчатые системы: Уральскую, Обь-Тазовскую и Пайхойско-Быррангскую. Границы между ними точно не установлены и проводятся по наиболее четким гравимагнитным аномалиям и поясам ультрабазитов, выявленным по данным глубоких скважин.
На севере Уральская система ограничена Надымским срединным массивом, на юге Ямала и на Щучьинском выступе она сочленяется с Пайхойско-Быррангской системой.
Эта система, южная граница которой проводится по Мессояхскому мезозойскому мегавалу (порогу), сложена комплексами терригенно-карбонатных формаций кембрия, ордовика, силура и девона. Лишь в карбоне и ранней перми здесь получили развитие аспидные и флишевые формации, сменившиеся угленосными, молассоидными.
Глубина погружения фундамента в зоне сочленения Обь-Тазовской и Пайхойско-Быррангской систем составляет 8—10 км. Доплитный комплекс развит здесь в виде гипотетических чехлов срединных массивов, а орто-платформенный начинается с верхнепермско-нижнетриасовых песчаноглинистых толщ тампейской серии.
Осадочный чехол ЗСП начинается с доплитного комплекса, представленного осадочными и вулканогенными отложениями, возрастной диапазон которых зависит от времени консолидации подстилающего фундамента.
В областях байкальского фундамента доплитный комплекс сложен не-метаморфизованными терригенно-карбонатными (венд-девон) и угленосными (верхний палеозой) отложениями, которые образуют пологие складки. Мощность всего комплекса колеблется от 1,5 до 5,5 км. Фрагменты этого комплекса предполагаются на севере Ямала и Гыдана [149].
Триасовая толща доплитного комплекса выполняет крупные грабены, наиболее широко развитые в Широтном Приобье и в Нижнепурском мегапрогибе. В северной половине Ямала и Южно-Карской впадине предполагается плащеобразное развитие триаса [9, 149].
Ортоплатформенный чехол сложен пологозалегающими терригенными морскими и контйнетальными образованиями, включая и флювиогляциаль-ные толщи антропогена. Углы наклона отдельных комплексов даже в нижних горизонтах чехла не превышают 2—4°; пликативные дислокации относительно просты. Чехол осложнен дизъюнктивами. Надежно картируются взбросы и надвиги вдоль Урала (Лозьвинский надвиг) и в пределах Туруханских дислокаций, а также сбросы, осложняющие Русское, Ямсовейское, Губкинское и другие поднятия, амплитуда смещения пород по которым измеряется десятками метров. Исключение составляет Русское поднятие, на котором по отложениям триаса амплитуда сброса достигает 2 км, а по верхнему мелу — всего 200—300 м [149].
Совокупность фактических данных позволяет выделить в ортоплатформенном чехле три структурных этажа, разделенных небольшими региональными несогласиями.
В целом, отложения нижнего этажа представляют собой трансгрессивный комплекс, где морские фации появляются в верхней половине разреза. Он развит во всей Ямало-Тазовской мегасинеклизе, но вскрыт скважинами лишь на ее окраинах. Для центральной части мегасинеклизы данные о строении комплекса получены в результате детальных и региональных сейсморазведочных работ (сейсмогоризонты от Т4 до А). Согласно этим материалам, мощность отложений меняется от 100—1000 м в периферических зонах мегасинеклизы до 3500—4200 м в центральной ее части. При этом низы тампейской серии наращиваются отложениями верхней перми. В рассматриваемой толще выделяются как положительные структуры (ме-гавалы и своды), так и крупные прогибы, впадины.
Средний этаж чехла включает юрско-палеогеновые отложения.
Верхний структурный этаж ортоплатформенного чехла включает отложения олигоцена, неогена и антропогена общей мощностью до 500 м.
В северной части ЗСП выделяется Ямало-Гыданская синеклиза, являющаяся частью Ямало-Тазовской мегасинеклизы. На Ямале мощность типичного осадочного чехла увеличивается от 0,5—1,1 км на Щучьинском выступе в южной приуральской части области до б—7 км и более на севере (рис. 3.1). В структуре осадочного чехла выделяются всевозможные положительные и отрицательные структуры I и II порядков. Важнейшие из них: Нурминский мегавал, являющийся «становым хребтом» Ямальской области, Тамбейский свод, восточная часть которого заходит в Обскую губу, Новопортовский и Малыгинский валы, Сеяхинская структурная седловина, Верхне-Тамбейский прогиб, Южно-Ямальская моноклиналь. На Приямальском шельфе выделяются Южно-Карская впадина, восточная часть которой продолжается на Ямале севернее Нурминского мегавала, и Скуратовский мегавал (рис. 3.2).
Все крупные структуры имеют конседиментационный характер и прослеживаются, постепенно выполаживаясь, от кровли доюрских пород к подошве мела и кровле сеномана (по отражающим сейсмическим горизонтам А, Б, М и Г, рис. 3.3). По данным И.В. Косарева и А.А. Нежданова, в мегаструктуре Ямальской области развиты рифтоподобные структуры, ограниченные разломами: Южно-Байдарацкая, Северо-Нурминская (параллельно с одноименным мегавалом до Сеяхинской седловины) и Северо-Сеяхинская, прослеживаемая от Геофизической структуры Гыдана до Карского побережья Ямала.
Несмотря на то, что срединный мегавал Ямала назван по имени Нур-минской структуры, его юго-восточная часть выражена слабо (см. рис. 3.3). Наиболее рельефными структурами по кровле юры (горизонт Б) на суше Ямала являются Новопортовский мегавал (амплитуда до 250 м, по замыкающей изогипсе — 2200 м), Арктическое и Нейтинское поднятия (180 — 200 м), двухкупольное Бованенковское (до 400 м) и Харасавэйское (350 м) поднятия. С юга на север в пределах Ямала кровля юры погружается от 1—1,5 до 3,8—4,2 км. В северо-северо-восточной половине полуострова рельеф верхнеюрской поверхности становится пологим, амплитуды даже наиболее крупных структур уменьшаются до 200—150 м и менее.
По кровле угленосной танопчинской свиты (апт, горизонт М) происходит дальнейшее выполаживание структуры, амплитуды поднятий уменьшаются в 1,3—1,8 раз по сравнению с амплитудами по горизонту Б, и многие малоамплитудные поднятия по кровле юры расформировываются по верхним горизонтам апта, но часть из них вновь проявляется по кровле сеномана (горизонт Г), как возрожденные, иногда с частичным смещением свода, как, например, в пределах Малоямальской площади. Большинство же положительных структур I, II и III порядков (локальных) существенно вы-полаживаются к сеноману, а часть из них превращаются в структурные носы или моноклинали. В особенности это характерно для всех районов к северу от Нурминского мегавала, где сохраняются как положительные структуры лишь самые крупные поднятия (Северо- и Южно-Тамбейское, Малыгинское, Западно-Сеяхинское и некоторые другие). Вместе с тем, как очень крупные положительные структуры по сеноману сохраняются Бованенковское, Крузенштернское и другие куполовидные поднятия северо-западной части Нурминского мегавала и Новопортовский вал — крупнейшая конседиментационная структура юга области. На дальних склонах структур II порядка и в прогибах встречаются бескорневые положительные структуры, выраженные только по горизонтам нижнего мела, типа Нул-муяхинской и отсутствующие по неоком-аптским горизонтам, но проявляющихся по юре и сеноману, типа Верхне-Тиутейской. Кроме того, выделен ряд локальных структур, рельефных по неокому, апту и альбу и едва проявляющихся, как поднятие по кровле юры и сеномана (Средне-Ямальская, Нурминская и др.). Встречены и малоамплитудные псевдоструктуры, проявляющиеся в геофизических полях, но не подтвержденные бурением двух-трех и большего числа скважин (Северо-Малыгинская, вероятно, Пяседайская и др.).
Всего же в объеме осадочного чехла по разным литологостратиграфическим горизонтам предполагается не менее 300 — 320 локальных положительных поднятий площадью от 10 до 1200 км2, из которых ГРР проводились на 55, однако все сколько-нибудь крупные и значительная часть средних по морфологическим параметрам структур опоискованы од-ной-тремя или даже многими десятками глубоких скважин, большинство из которых доведено до верхней части средней юры. Таким образом, можно сделать вывод, что осадочный чехол Ямальской области имеет относительно простое строение; большинство как положительных, так и отрицательных структур развивалось конседиментационно, с постепенным затуханием к более молодым литолого-стратиграфическим горизонтам. Окончательное формирование структуры чехла произошло в послеолигоценовое время, в период инверсии тектонических движений. При этом, по данным П.П. Генералова, М.И. Мишульского, В.Г. Лободы и др. (1979 г.), неотектонический подъем в большинстве зон суши Ямала составлял в среднем 200 м (до 275—325 м соответственно Харасавэйской и Бованенковской прощадей — структур), а в современной акватории Карского моря новейшие опускания (в плиоцен-четвертичное время) превышают 250—300 м. Характерные примеры локальных поднятий Ямала по разным горизонтам приведены в главе 2.
При формировании осадочных бассейнов процессы седиментации характеризуются непрерывно-прерывистым характером. Возобновление структурообразующих движений сопровождается нарушением сплошности пород ранее сформированных литолого-стратиграфических макротел (горизонтов, пластов, линз и др.), т.е. образованием дизъюнктивных нарушений — разломов с той или иной амплитудой перемещения одновозрастных пород по плоскости сместителя и по вертикали. Многократно повторяющиеся акты тектонических подвижек по разломам различных геоблоков приводят к росту амплитуд перемещений по конседиментационным разломам и возникновению новейших — постседиментационных разломов.
Вопросу влияния дизъюнктивных нарушений на нефтегазоносность уделяли внимание многие исследователи [48, 132, 136]. По мнению одних, дизъюнктивы создают пути вертикальной миграции УВ, увеличивают стратиграфический диапазон нефтегазоносности, делают месторождения многопластовыми, приводят к разрушению крупных залежей первичных («материнских») и возникновению мелких, вторичных, улучшают коллекторские свойства за счет трещиноватости.
По мнению других исследователей, разломам чаще свойственна экранирующая, а не проводящая роль, что приводит к возникновению тектонически экранированных ловушек. Кроме этого, отмечается приуроченность месторождений к региональным и локальным разрывам. При этом региональные разломы в фундаменте, видимо, не оказывают непосредственное влияние на нефтегазоносность в качестве путей миграции геофлюидов из фундамента в осадочный чехол.
Дизъюнктивные нарушения (разломы) различной хрономорфологической характеристики широко распространены в современных и палео-складчатых геологических структурах, в том числе и в угленосных (точнее углегазоносных) осадочных бассейнах. Весьма характерны они и для многих НГБ прежде всего складчатого типа или пограничных со складчатыми сооружениями. В последние годы проблема выявления разломов в осадочном чехле и оценки их роли в процессах формирования, сохранности и современного размещения скоплений УВ, а также для научно обоснованного прогнозирования, поисков, разведки, подсчета запасов и будущей разработки залежей нефти и газа стала актуальной и для ЗСП.
Осадочный юрско-кайнозойский чехол ЗСП по сравнению с другими молодыми плитами Евразии относительно меньше осложнен дизъюнктивными нарушениями различной морфологии и проницаемости для геофлюидов [27, 48, 115, 161]. Вместе с тем, в последние два десятилетия, проведение детальных геолого-геофизических работ на ряде месторождений и площадей в ходе их доразведки, в том числе проведения площадных работ 3D и эксплуатации, позволило выявить большое количество разломов и проанализировать их роль в формировании, размещении и разрушении УВ [21, 103, 132, 137].
В северной части Западной Сибири установлены разрывные нарушения различного простирания, с амплитудами смещения пород от первых десятков метров (большинство) до нескольких сотен метров (в Усть-Енисейской области) на всех крупных положительных структурах I порядка. Наибольшая плотность дизъюнктивных нарушений отмечается в субмеридиональной зоне Колтогорско-Уренгойского мегапрогиба, протягивающегося от южного обрамления плиты до Гыданского полуострова, а также в зоне глубинных разломов, прослеживаемой от Харампурского вала через Северный свод (Комсомольское, Губкинское и другие поднятия), Неррутинскую впадину, Ныдинский купол Медвежьего вала и далее по восточным склонам Новопортовского вала и Нурминского мегавала до Харасавэя.
По результатам сейсмопоисковых и детализационных работ, включая переинтерпретацию ранее полученных данных с использованием современных возможностей вычислительной техники, материалов бурения и детальной корреляции разрезов месторождений, а также характера нефте-газоносности и испытания скважины, средне- и высокоамплитудные разломы с высокой степенью вероятности установлены в Надым-Пурской и Пур-Тазовской НГО на Харампурском, Етыпуровском, Западно-Таркоса-линском, Губкинском, Северо-Комсомольском, Русском, Тазовском, Ямсо-вейском, Северо-Уренгойском, Ныдинском поднятиях и на ряде структур Красноселькупского (Верхне-Тазовского) района, в Ямальской ГНО — на Новопортовском (рис. 3.4), Нейтинском (рис. 3.5), Нерстинском, Бованенковском, Харасавэйском и других поднятиях (месторождениях), в Гыдан-ской ГНО на Антипаютинском, Геофизическом, Гыданском и других месторождениях [27, 48, 139, 149].
Необходимо подчеркнуть, что самым изученным, с точки зрения дизъюнктивной тектоники, является Новопортовское месторождение на юге Ямала. Отличительная особенность этого месторождения — установленный максимальный диапазон нефтегазоносности (от доюрского фундамента до сеномана) и весьма сложное геологическое строение [48, 136, 139]. При этом геологические запасы нефти превалируют над запасами газа, что совершенно не характерно для Ямальской ГНО. На этой площади по данным сейсморазведки, дистанционных исследований и бурения установлены разломы различного типа и направления. В присводовой части структуры превалируют разломы с амплитудой, не превышающей двух десятков метров, а на восточном и западном крыльях их амплитуды превышают сто метров и увеличиваются с глубиной. В сеноманской газовой залежи, в зонах разломов на западном и восточном крыльях поднятия, ГВК находится на абсолютной отметке —435 м, а в сводовой части, не затронутой разломами, на отметке —452 м, т.е. выравнивания контакта не произошло из-за постоянной утечки газа, при этом скопление относится к мелким, несмотря на огромную емкость ловушки. В этих же зонах ВНК нефтегазоконденсатной залежи горизонтов НП2-з находится на абсолютной отметке —1868 м, а в центральной части —1858 м (скв. 121 и 161). Нефтегазоконденсатная залежь, содержащаяся в кровле среднеюрских отложений (горизонт Ю2), характеризуется, в зависимости от положения блоков, различными контактами. В центральной части ВНК изменяется от —2020 до —2036 м, а на северо-востоке до —2136 м. На восточном крыле в районе скв. 107 ВНК находится на абсолютной отметке —2102 м. Кроме этого, проведение в юго-западной части структуры высокоточной электроразведки позволило установить, что в зоне разлома конусообразно снижается толщина распространения многолетнемерзлых пород. Это аномальное явление объясняется нами как следствие повышенного тепломассопереноса по нарушению, что и привело к нарушению температурного режима в верхней части осадочного чехла. Следует отметить распределение залежей по всему изученному разрезу. Ниже кровли среднеюрских отложений установлены залежи газоконденсата только в перекрытом толщей глин нижнеюрском комплексе и подстилающих его породах фундамента. Выше новопортовской толщи, перекрытой глинами сеяхинской пачки, весь разрез «стерилен» от УВ, вплоть до кровли танопчинской свиты, где выявлена залежь нефти с небольшой газовой шапкой. Точно также в альбе зафиксировано нефтепроявление (дебит нефти достигал 2,5 м3/сут), свидетельствующее о вероятном существовании небольшой залежи тяжелой нефти — единственной в арктических районах ЗСП в альбской толще.
Эти факты свидетельствуют об оживлении движений по разломам после завершения формирования залежей УВ. При этом происходила активная вертикальная миграция газообразных и, в меньшей степени, нефтяных УВ по зонам дробления, вплоть до выхода в атмосферу. Ввиду того, что проницаемость для жидкостей существенно меньше, чем для газа, до закрытия (залечивания) трещин мигрировали преимущественно газы, что и привело к превалированию в залежах жидких УВ (остаточное нефтенакопление).
На Нейтинском поднятии дизъюнктивные нарушения выявлены сейсморазведочными работами и подтверждены результатами бурения и опробования скважин. На этом месторождении все выявленные залежи приурочены к сводовой части северо-восточного приподнятого блока. Все флюидальные контакты контролируются разрывным нарушением, проходящим вдоль оси складки и соответствуют линиям пересечения разлома и кровли продуктивных пластов. Здесь же наблюдается совершенно нехарактерное явление для зон развития танопчинской и тюменской угленосных свит, а именно, водоносность горизонтов ТП1-3 и Ю2-3 при их региональной повсеместной продуктивности. Характерна газоносность сеномана: на Нейтинской структуре, не уступающей по морфологическим параметрам Арктической, в кровле сеномана присутствует относительно небольшая газовая залежь, запасы которой значительно меньше, чем на Арктической структуре. Ничем другим, как частичным разрушением Нейтинского месторождения это не объяснимо.
Практически ненарушенными в пределах верхнеюрско-меловой части разреза представляются Южно-Тамбейское, Малыгинское и ряд других поднятий, хотя в юрской части разреза в их пределах скорее всего также развиты малоамплитудные раннеконседиментационные разломы.
Возникновение разломов в осадочном чехле ЗСП связано, главным образом, с разнонаправленными движениями блоков фундамента на этапах активизации тектонического режима. По результатам проведенного палео-тектонического анализа в рассматриваемом регионе выделяются пять основных тектонически активных периодов: триас-раннеюрский, среднеюрский, берриасский, валанжинский и неоген-четвертичный. Особое значение имеет последний период, с которым связан прирост амплитуд поднятий (от 50 до 250—300 м). Такой значительный рост структур привел к оживлению старых и возникновению новых дизъюнктивов, проникающих через весь осадочный чехол.
Вследствие продолжения неотектонических подвижек и в современную эпоху подмечено, что многие морфоструктурные элементы рельефа отображают "живые", активные, в том числе и дегазирующие, разломы. В частности, большинство русел не только крупных, но и средних и малых рек приурочены к геологическим проявлениям подобных разломов (на Новопортовском, Тазовском и многих других месторождениях).
Береговая линия арктических полуостровов и образование ряда озер над пересечением разнонаправленных разломов (Нейто) во многом обязаны проявлению современных тектонических движений. Интересная закономерность подмечена на Ямальском полуострове. Здесь вдоль северного склона Нурминского мегавала проходит зона глубинных разломов с отходящими в стороны «оперяющими» разломами, часть которых распространяется и на локальные поднятия в осевой части мегавала. При этом степень нарушенности осадочного чехла существенно уменьшается от побережья Обской губы в северо-западном направлении, в этом же направлении существенно снижается нефтеносность недр и доля запасов нефти в суммарных запасах УВ. Таким образом, можно сделать вывод: нефтеносность недр Карского моря окажется значительно ниже даже по сравнению с Ямальской областью суши.
По данным интерпретации сейсморазведки и исследований кернового материала, разрывные нарушения представляют собой системы вертикальных или наклонных трещин, возникших при перемещении блоков и в большинстве своем залеченных кальцитом. При этом обширных зон дробления, возникающих при сжатии и растяжении и представленных тектоническими брекчиями, не установлено. Такой характер разрывных нарушений свидетельствует о преимущественных вертикальных перемещениях геоблоков и минимальных горизонтальных. Этот вывод немаловажен, поскольку от формы и строения разломов зависит продолжительность и эффективность процесса ремиграции УВ.
Анализ нефтегазоносности структур, осложненных разрывными нарушениями, позволил произвести их типизацию по степени нарушенности и определить усредненные характеристики для каждого типа. Однако для более корректной оценки зависимости продуктивности отложений от плотности сети разломов учитывались наличие и толщина в разрезах региональных и локальных флюидоупоров. Это связано с тем, что глинистые прослои значительной протяженности и даже небольшой толщины являются надежными экранами, если они не нарушены разломами. Можно привести немало примеров, когда покрышки толщиной 3—10 м контролируют крупные залежи газа. Так, на Бованенковском и Харасавэйском месторождениях залежи газа в группах пластов ТП экранированы покрышками толщиной 3—6 м. Их высота превышает 100 м. То же наблюдается и на Заполярном месторождении (неоком).
Сильнонарушенные густой сетью мало- средне- и высокоамплитудных разломов структуры можно подразделить на два подтипа: с затронутой и незатронутой разломами сводовой частью поднятия. В первом случае месторождения характеризуются наличием крупной или гигантской нефтегазовой массивно-пластовой залежи в сеномане под мощной турон-олигоценовой покрышкой и их отсутствием или слабым развитием в нижележащем разрезе (Русское, Ямсовейское, Етыпуровское, Северо-Комсо-мольское и другие месторождения) (табл. 3.1).

Во втором случае отмечается наличие одной крупной или гигантской залежи в сеномане и значительное количество (несколько десятков) мелких в нижних горизонтах, размеры которых зависят от размеров ловушек. При этом суммарные запасы газа, сконцентрированные в мелких ловушках, составляют менее 10 % от общих по месторождению. Это Западно-Таркосалинское, Медвежье, Тазовское и другие месторождения.
Средненарушенные сетью разноамплитудных разломов месторождения характеризуются наличием большого количества залежей, но основные запасы (80—100 %) приурочены к флюидоупорам значительной толщины (турон-олигоценовые глины, шоколадные глины, чеускинская пачка в НПТР, сеяхинские глины, преимущественно глинистые отложения ханты-мансийской свиты альба и нижнего валанжина на Ямале и Гыдане). Это Северо-Уренгойское, Новопортовское, Нейтинское, Утреннее, Губкинское, Комсомольское, Харампурское и другие месторождения.
Слабонарушенные единичными малоамплитудными разломами и ненарушенные месторождения характеризуются относительно «равномерным» распределением залежей по разрезу с соизмеримыми, соответственно объему ловушек, запасами по основным продуктивным горизонтам. К ним относятся Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, группа Тамбейских месторождений, Бованенковское, Харасавэйское, Тасийское, Западно-Сеяхинское и другие.
Подмечено, что при близости или равенстве величин всех генетических параметров, кроме дизъюнктивно-тектонического, даже на соседних куполах одного и того же месторождения залегают газоконденсатные скопления на одном и нефтяные скопления на другом (Большое Губкинское месторождение, горизонты Ю1 и Ю2 юры) или нефтяные скопления на одном и нефтепроявления на другом (ачимовская толща и юра южного и северного куполов Етыпуровской структуры). В табл. 3.1 приведена классификация разломов осадочного чехла ЗСП, разработанная на основе изучения материалов по северным районам, в том числе и по Ямальской области.