Стадийность постседиментационных изменений карбонатных пород рифея-венда Куюмбинского месторождения и ее связь с геологической эволюцией Байкитской антеклизы (юго-запад Сибирской платформы)

Актуальность работы. Общим вопросам геологического строения, стратиграфии, нефтегазо-носности карбонатных отложений рифейского возраста Байкитской антеклизы (юго-западная окраина Сибирской платформы) посвящено значительное количество отечественных и зарубеж-ных публикаций (например, Краевский и др., 1991; Хабаров и др., 2002, Коробов, Коробова, 2008; Лукин и др., 2009; Фролов и др., 2013, Frolov et al., 2011, Frolov et al., 2015 и другие). Однако в большинстве работ приведены довольно общие сведения о постседиментационных преобразова-ниях пород. В некоторых публикациях приводятся подробные данные об отдельных аспектах вто-ричных изменений пород, например, об окремнении (Пустыльников, Вакуленко, 1997; Вараксина, 2006) или карстообразовании (Постникова и др., 2001). Относительно других постседиментацион-ных изменений карбонатных толщ Куюмбинского месторождения имеются разнородные данные. Например, Лукин и др. (2009) указывают, что рифейские карбонатные породы являются «метасо-матическими доломитами», и основную роль при их образовании играли высокотемпературные доломитизирующие растворы, хотя данные выводы почти не подтверждены аналитическим иссле-дованиями. С другой стороны, при обилии изотопно-геохимических анализов в работе Виноградо-ва и др. (1998) не приводятся причины, определившие смещенние изотопных характеристик по-род.
Анализ опубликованной литературы по карбонатным коллекторам Байкитской антеклизы пока-зывает, что решающую роль при формировании пород-коллекторов в пределах Куюмбинского ме-сторождения играли именно постседиментационные процессы, в то время как первичные пори-стость и проницаемость не имели существенного значения (Макаров и др., 1998; Постникова и др., 2001; Багринцева и др., 2015). В связи с этим выявление общих закономерностей и последователь-ности формирования постседиментационных изменений, их распространение в пределах отдель-ных стратиграфических уровней, увязка с историей тектонического развития региона посредством различных общегеологических и аналитических методов представляется задачей актуальной и важной для построения полной и достоверной модели строения месторождения.
Цель работы и задачи работы. Целью настоящей работы является установление условий постседиментационных преобразований рифей-вендских карбонатов Куюмбинского месторожде-ния, закономерностей их распределения и определение их связи с геологической эволюцией Бай-китской антеклизы.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Собрать и проанализировать опубликованную литературу по геологическому строению, тектонической эволюции и нефтегазоносности исследуемого региона.
2. Определить возраст фундамента Сибирской платформы в пределах изучаемой территории по данным U-Pb датирования цирконов.
3. Провести петрографические и катодолюминесцентные исследования шлифов, выявить ос-новные постседиментационные изменения карбонатных пород Куюмбинского месторождения.
4. Определить последовательность постседиментационных изменений в исследуемых породах и их приуроченность к конкретным стратиграфическим уровням или литотипам в карбонатах ри-фея и венда.
5. Определить условия формирования жильных карбонатных минералов посредством изо-топно-геохимических и микротермометрических исследований.
6. Оценить амплитуду вертикальных перемещений рифейских пород Куюмбинского участка по результатам исследований методами Rock-Eval и микротермометрии флюидных включений.
7. Построить модель термической эволюции исследуемого региона и провести корреляцию термических и тектонических событий.
8. Обобщить полученные данные и построить модель постседиментационных преобразований пород Куюмбинского месторождения в связи с геологическим развитием региона.
Научная новизна. На основе комплексных петрографических, катодолюминесцентных, изо-топно-геохимических и микротермометрических данных предложена модель стадийности постсе-диментационных изменений карбонатных комплексов рифея – венда Байкитской антеклизы и по-казана ее связь с различными этапами геологического развития региона. Для участка Байкитской
антеклизы проведена численная оценка погружения бассейна (по степени катагенеза органическо-го вещества и температурам гомогенизации флюидных включений).
Теоретическое и практическое значение. Карбонатные породы рифейского возраста в преде-лах Куюмбинского месторождения являются коллекторами углеводородов, и новые данные по постседиментационным изменениям могут учитываться при поисках и разведке месторождения. Примененный комплексный подход к изучению диа- и катагенетических преобразований карбо-натных пород может быть использован для аналогичных исследований в близких по строению и истории развития регионах.
Основные защищаемые положения:
1. Мадринская толща (нижний рифей) в рифее была погружена на глубину до 7 км и достигла предельной степени катагенеза. Заполнение секущих рифейский разрез трещин доломитом проис-ходило на глубинах 2–4 км. При последующем (до венда?) складкообразовании и воздымании зна-чительная часть рифейского разреза Байкитской антеклизы (для исследованных скважин – 5,3–7 км) была эродирована.
2. Установленная стадийность постседиментационных изменений рифей-вендских отложений находится в связи с этапами тектонического развития Байкитской антеклизы. Постседиментаци-онные изменения карбонатов рифея прошли на четырех этапах: осадконакопления и погружения (ранний – средний (поздний?) рифей), складкообразования и воздымания, стабилизации и пенеп-ленизации (поздний рифей) и повторного погружения (венд). Постседиментационные изменения вендских карбонатов протекали на этапе осадконакопления и погружения бассейна.
3. Карбонатные породы рифея Куюмбинского месторождения претерпели значительные диа- и катагенетические преобразования, приведшие к изменению исходных 87Sr/86Sr значений харак-терных для морской воды рифейского бассейна. Изотопно-геохимические характеристики (δ18О, δ13С, 87Sr/86Sr, рассеянные и редкоземельные элементы) в породах матрикса и заполнения тре-щин указывают на локальный источник трещинных генераций карбонатов.
Фактический материал и личный вклад. В основу работы был положен материал, предо-ставленный ООО «Газпромнефть-НТЦ» и сотрудниками Кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых Геологического факультета МГУ. Лично автором были проведено петрографическое описание шлифов, катодолюминесцентные исследования, пробоподготовка материала для изо-топно-геохимических и микротермометрических исследований и интерпретация результатов ис-следований.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации было опубликовано 4 работы, из них 2 в журналах, включенных в перечень научных изданий ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 137 страниц печатного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и 4 приложений. В работе содержится 11 внутритекстовых таблиц, 75 рисунков. Список литературы включает 146 названий (из них 63 на русском, 83 – на английском языке).
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, к.г.-м.н., доценту Кафедры региональной геологии ИНоЗ СПбГУ Ершовой Виктории Бэртовне за всестороннюю поддержку и позитивную критику в процессе работы над диссертацией.
Особую благодарность автор выражает заведующему Кафедрой региональной геологии ИНоЗ СПбГУ д.г.-м.н. профессору Худолею Андрею Константиновичу, а также старшему научному со-труднику Кафедры горючих полезных ископаемых геологического факультета МГУ к.г.-м.н. Ба-кай Елене Андреевне за предоставление возможности работы с керновым материалом.
Огромную благодарность за возможность проведения изотопно-геохимических и микротермо-метрических анализов, а также за помощь в их интерпретации автор приносит старшему научному сотруднику лаборатории изотопной хемостратиграфии и геохронологии осадочных пород ИГГД РАН члену-корреспонденту РАН д.г.-м.н. Кузнецову Антону Борисовичу и ведущему научному сотруднику лаборатории геологии рудных месторождений ИГЕМ РАН д.г.-м.н. Прокофьеву Все-володу Юрьевичу. Датирование цирконов из гранитов фундамента было проведено Надеждой Сергеевной Прияткиной (Университет Ньюкасла, Австралия), за что автор выражает огромную признательность.
Также автор благодарит всех сотрудников кафедры осадочной геологии ИНоЗ СПбГУ за по-мощь и консультации на всех этапах работы над диссертацией.