Шельф Восточного Сахалина /впадинa Дерюгина

C Ю.Н. Разницин (Геологический институт РАН, e-mail: raznitsin@ginras.ru). Геодинамика офиолитов и формирование месторождений углеводородов на шельфе Восточного Сахалина. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, N2, cc.98-101,16–20 ноября 2009 г cc96-101 http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_2.pdf


Все месторождения шельфa Восточного Сахалина приурочены к верхней части западного борта глубоководной впадины Дерюгина и располагаются внутри или к западу от зоны интенсивных положительных магнитных аномалий, протягивающихся вдоль всего острова до Южно-Охотской впадины на расстояние 1200 км и выходящих на севере на п-в Шмидта в пределы высокомагнитных пород офиолитового пояса его Восточного хребта.

Mесторождения Восточного Сахалина от широт г. Оха, залива Пильтун и далее на юг, подчиняются той же закономерности, располагаясь в непосредственной близости или внутри полей магнитных аномалий, к которым тяготеют многочисленные выходы на поверхность серпентинитового меланжа и ультрамафитов (Набильский хребет, Восточно-Сахалинские горы).


Установлено, что офиолиты Восточного Сахалина, включающие все основные разновидности пород палео-океанической коры и верхов мантии, слагают пакеты тектонических пластин, надвинутые со стороны впадины Дерюгина [3]. Возраст надвигания офиолитов и время образования чешуйчато-надвиговой структуры Восточного Сахалина определяется как конец позднего мела-начала палеогена, поскольку в ней участвуют верхнемеловые отложения, включая датские, а запечатывается структура олигоцен-миоценовыми отложениями. Кроме этого этапа тектонического становления офиолитов, отмечены надвиги серпентинитового меланжа на олигоценовые и даже плиоценовые образования.

Корневой зоной офиолитовых аллохтонов послужил офиолитовый пояс, отвечающий Восточно-Сахалинской магнитной аномалии. По форме магнитных аномалий устанавливается крутой наклон магнитовозмущающих тел к востоку и погружение их на значительную глубину. Бескорневым офиолитовым наползням на востоке острова отвечают изометричные аномалии меньшей амплитуды.

Именно с этой зоной, расположенной в верхней части западного борта впадины Дерюгина, связана серия глубинных надвигов, погружающихся в восточном направлении и круто уходящих на глубину, где они непосредствено связаны с породами «базальтового» слоя и верхней мантии впадины Дерюгина. С ней же связаны все основные аномалии верхней части западного борта впадины (Восточно-Сахалинская аномалия, совпадающая с зоной положительных гравитационных аномалий). К этой же полосе приурочены аномально высокие значения теплового потока и коровые землетрясения, характеризующиеся сдвиго-сбросовыми и сбросо-взбросовыми движениями. Здесь же по газовым факелам в водной толще идентифицированы поля субмаринной разгрузки метана, а в кровле кайнозойского осадочного чехла выявлено присутствие газогидратов. В донных отложениях,содержащих высокие концентрации метана, обнаружены карбонатные сульфидные минеральные ассоциации,образование которых связано с миграцией углеводородных газов.

Bпадина Дерюгина резко отличается от обрамляющих площадей с континентальной и субконтинентальной корой – она подстилается корой субокеанического типа и обладает набором признаков, свидетельствующих о принадлежности к структурам типа окраинного моря, образовавшейся за счет растяжения участка земной коры в позднем мелу.

Впадина Дерюгина обладает специфическими геолого-геофизическими аномалиями. Здесь отсутствует «гранитный» слой, однако мощность коры составляет не менее 19 км. Поверхность М характеризуется уменьшенными скоростями продольных сейсмических волн (7,4 км/с). Характер аномального магнитного поля говорит о широком развитии разобщенных магнитактивных образований, представляющих субгоризонтальные тела с переменной мощностью. Верхние кромки основной массы магнитовозмущающих тел ограничиваются поверхностью акустического фундамента. При трансформации гравитационного поля в верхнее полупространство выделяется положительная остаточная аномалия Буге, что обусловлено уменьшенной мощностью земной коры. Впадина характеризуется высокими значениями теплового потока. По геотермическим данным в верхней мантии на глубинах 25–35 км выделяется астеносфера, температуры на верхней поверхности которой соответствуют 1000–1200° С.

Таким образом, во впадине Дерюгина устанавливается картина молодых растяжений земной коры. Позднемеловоe растяжениe на начальной стадии, в альб-сеноманское время, привело к образованию офиолитового разреза, а в конце мелового-начале палеогенового периодов – к возникновению у края сахалинского субматерика зоны тектонического скучивания, в состав которой вошла система наползневых чешуй с офиолитовыми аллохтонами.

Все месторождения углеводородов Восточного Сахалина и его шельфа состредоточены в cтратиграфическом интервале от олигоцена до плиоцена, большинство залежей сосредоточены в отложениях миоцена, они связаны с антиклинальными складками и региональными взбросо-надвигами и приурочены к интервалу глубин до 3 км. Главными продуктивными толщами морских месторождений являются верхнемиоцен-плиоценовые осадочные отложения, обладающие незначительными возможностями генерации УВ. Для разрешения этого противоречия привлекают высокую степень прогрева глубокозалегающих нефтематеринских отложений подстилающих комплексов, которая определяет интенсивную вертикальную миграцию углеводородов и объясняет стратиграфическую привязку месторождений к отложениям с низкими потенциальными возможностями.

Такое объяснение недостаточнo. Для такого крупного нефтегазоносного басейна, каким является мегабассейн Северный Сахалин – впадина Дерюгина необходимо привлекать дополнительный источник углеводородов, способный восполнить их дефицит.Поэтому более вероятeн вертикальный и латеральный переток нефти из нефтепроизводящих образований, развитых под кайнозойскими отложениями, чтo подтверждается результатами бурения на месторождении Окружное: оно приурочено к кремнистым аргиллитам пиленгской свиты (нижний миоцен). Под ним на глубине около 3000 м скважина вскрыла серпентиниты, в которых присутствует легкая нефть [4].

Крупнейшим достижением последних лет явилось открытие в Срединно-Атлантическом хребте гидротермальных полей, связанных с серпентинитами и характеризующихся интенсивными метановыми аномалиями. Все эти поля приурочены к выходам ультрамафитов в осевой части САХ, тяготеют к участкам «сухого» спрединга, где мантийные образования выведены в верхние горизонты коры по пологим глубинным срывам (detachment faults) непосредственно в рифтовой зоне. Формировавшиеся при этом надвиги и зоны срыва (shear zones) способствовали проникновению морской воды в толщу мантийных ультрамафитов, обеспечивая тем самым масштабные процессы их серпентинизации [5], произошла генерация огромных количеств водорода и метана при серпентинизации мантийных ультрамафитов, происходящей в начальных условиях образования нефти [6].

Иная ситуация имеет место во впадине Дерюгина, представлявшей в поздем мелу «малый» океанический бассейн – окраинное море. Реконструированный по отдельным фрагментам полный разрез офиолитов до своего разобщения и вхождения в состав акреционной призмы Восточного Сахалина представлял меланократовый фундамент впадины Дерюгина. Он сформировался а результате растяжения (деструкции) океанической области, располагавшейся к востоку от Сахалина в триас-раннемеловое время. Основной срыв на начальной стадии растяжения был приурочен к поверхности М и обеспечивал выведение мантийных пород на поверхность дна в сферу седиментации. Формировавшиеся при этом надвиги способствовали проникновению морской воды в толщу мантийных ультрамафитов, обеспечивая тем самым масштабные процессы серпентинизации с сопутствующей генерацией углеводородов.

Новообразованная океаническая кора впадины Дерюгина в процессе ее эволюции сначала была перекрыта мощной толщей кремнисто-глинисто-вулканогенных образований позднемелового возраста, что создавало условия для формирования скоплений углеводородов в результате их вертикальной миграции. Однако, выплеск офиолитовых аллохтонов и фрагментов верхнемелового разреза из впадины на cахалинский микроконтинент в конце мела-начале палеогена, привел к дезинтеграции ее разреза и к разрушению ранее сформированных ловушек. По этой причине какие-либо признаки нефте-газопроявлений в пластинах верхнемеловых образований в пределах Восточного Сахалина отсутствуют. Весьма мала вероятность их нахождения и в «остаточном» верхнемеловом разрезе впадины Дерюгина.

В результате активизации тектонических движений в плиоцен-четвертичное время на фоне непрекращающегося широтного растяжения во впадине сильно нарушенным и раздробленным оказался не только фундамент, но и перекрывающие его кайнозойские осадочные отложения. Это обстоятельство способствовало просачиванию сквозь них морской воды, обеспечивая дополнительную серпентинизацию ультрамафитов, слагающих основание впадины, и генерацию углеводородов. В результате направленного бокового давления со стороны впадины Дерюгина происходила их латеральная миграция в западном направлении и тектоническое нагнетание в корневую зону офиолитовых аллохтонов. Эта зона в силу ее повышенной проницаемости обеспечила канализацию углеводородов в верхние горизонты кайнозойского разреза и формирование газогидратов, метановых факелов и залежей нефти и газа в протяженной полосе западного борта впадины Дерюгина. Такой конвейер действует и сегодня, о чем свидетельствуют результаты мониторинга в области субмаринной разгрузки газа на западном борту впадины Дерюгина.

Таким образом, западный борт этой впадины, где под неоген-четвертичными осадочными породами прослеживается корневая зона офиолитовых аллохтонов, маркируемая Восточно-Сахалинской магнитной аномалией, представляет большой интерес с позиций нефтегазоносности. Pазрез кайнозойского осадочного чехла данного района обладает большим сходством с разрезом нефтегазоносного сахалинского шельфа: общие структурные особенности, характер залегания слоев, последовательность их напластования, мощность и скоростные значения во многом являются идентичными, а четко выраженная полоса антиклинальных структур в кайнозойских отложениях, приуроченная к рассмотренной выше корневой зоне, может представлять серию структурных ловушек антиклинального типа.

1. Объяснительная записка к тектонической карте Охотоморского региона масштаба 1:2500000. М.: Ин-т литосферы окраинных и внутренних морей РАН. 2000. 193 с.
2. Рождественский В.С. Геологическое строение и тектоническое развитие полуострова Шмидта // Тихоокеанская геология. 1988. № 3. С. 62-71.
3. Разницин Ю.Н. Офиолитовые аллохтоны и сопредельные глубоководные впадины на западе Тихого океана. М.: Наука, 1982. 105 с.
4. Харахинов В.В. Новые перспективные направления нефтегазопоисковых работ на шельфе Северного Сахалина // Геология нефти и газа. 1999. № 9.c. 18-25.
5.Разницин Ю.Н. Роль тектонического расслаивания литосферы в образовании гидротермальных полей и метановых факелов в Атлантическом океане // Геотектоника. 2003. № 6. С. 1-15.
6. Дмитриев Л.В., Базылев Б.А., Борисов М.В., и др. Образование водорода и метана при серпентинизации мантийных гипербазитов океана и происхождение нефти // Рос. журн. наук о Земле. 2000. Т. 1, № 1. С. 1-13.