Западно-Сибирская плита
8.2.1. Общая характеристика
Географически – это Западно-Сибирская низменность, расположенная между Уральскими горами на западе и р. Енисей – на востоке. По территории этой низменности протекают реки Обь, Иртыш, Тобол, Томь, Таз, Пур и др., относящиеся к бассейну Северного Ледовитого океана. Абсолютные отметки не превышают 200 м над уровнем моря.
8.2.2. Геологическое строение
Западно-Сибирская плита занимает северную часть Урало-Монгольского пояса. На западе она ограничена горно-складчатыми сооружениями Урала, на востоке – структурами Сибирской платформы, на юге – структурами Казахстана и Тянь-Шаня, на юго-западе по Тургайскому коридору (Тургайские ворота) сопрягается с Туранской плитой.
Западно-Сибирская плита – это молодая платформа. Как и в любой платформе, в строении этой плиты имеются фундамент и чехол.
В фундаменте Западно-Сибирской плиты представлены все те образования, которые слагают структуры Урала и Валерьяновского пояса.
Платформенный чехол, мощность которого достигает 9-10 км, имеет двухэтажное строение: нижний этаж – триас-раннеюрский (T-J1), верхний этаж – среднеюрско-кайнозойский (J2-KZ).
Образования триас-раннеюрского (T-J1) структурного этажа образуют протяженные до 300 км и относительно узкие (50-80 км) рифты, ограниченные разломами. Эти рифты устроены следующим образом. В их нижних частях залегают вулканиты базальтового состава траппового типа (турьинская серия) раннего-среднего триаса (Т1-2). Выше залегает угленосная формация (челябинская серия) позднего триаса-ранней юры (T3-J1) мощностью 1,5-2,5 км.
Среднеюрско-кайнозойский (J2-KZ) структурный этаж общей мощностью 6-7 км сложен морскими и континентальными терригенными (песчано-глинистыми) отложениями соответствующего возраста. Эти отложения несогласно залегают как на фундаменте, так и на образованиях нижнего структурного этажа.
В 1987-99 г.г. на территории Западно-Сибирской плиты пробурена Тюменская сверхглубокая скважина (СГ-6) глубиной 7 502 м. Скважина расположена в 60 км восточнее Уренгойского газового месторождения. Ее задачейявлялось изучение разреза осадочного чехла Западно-Сибирской плиты. Скважина вскрыла отложения палеогена, мела, юры и триаса. Впервые полностью охарактеризована керном баженовская свита, являющаяся основным нефтегазоносным уровнем. Перебурена почти километровая толща триасовых базальтов, которые по петро-геохимическим особенностям близки одновозрастным траппам Сибирской платформы. Изучение вариаций изотопного состава газов показало, что нижние горизонты осадочного чехла могли вносить существенный вклад в формирование скоплений углеводородов в меловых отложениях. Принципиальным результатом является выявление проницаемых горизонтов на глубинах около 6,5 км, т.е. примерно на тех же глубинах, что и на Кольской сверхглубокой скважине. Породы-коллекторы имеют сложную структуру пустотного пространства, образованного сочетанием пор, трещин и каверн. В результате испытаний, выполненных на глубинах 6 600- 6 655 м открытого ствола скважины, получены пластовые флюиды, представленные водой и свободными углеводородным газом, содержащим 97% метана и до 0,077% свободных углеводородов.
8.2.3. Полезные ископаемые
На территории Западно-Сибирской плиты расположены разнообразные месторождения топливно-энергетического сырья и твердых полезных ископаемых.
Углеводородное сырье. Западно-Сибирская плита – это одноименная нефтегазоносная провинция, наиболее крупная в России, расположенная, в основном, на территории Тюменской области. Ее площадь составляет 2,2 млн. кв. км. На этой территории выявлено 346 нефтяных, нефтегазовых и газоконденсатных месторождений. Наиболее крупными являются месторождения: Самотлорское нефтяное, Уренгойское, Ямбургское, Харасавейское газовые и газоконденсатные. Большая часть внутренних потребностей России и ее экспортных обязательств обеспечиваются за счет месторождений этой провинции.
В размещении месторождений в пределах провинции установлена своеобразная зональность. Она выражена в том, что в ее северной части расположены преимущественно газовые и газоконденсатные месторождения, в центральной части – нефтегазовые, в южной – нефтяные. Продуктивными являются юрско-меловые отложения (баженоская свита – основной нефтегазоносный уровень), а также неогена. Продуктивные отложения залегают на глубинах 0,7-4 км. Нефтегазоносность выявлена не только на континентальной части провинции, но также на шельфе Карского моря. В южной части провинции промышленная нефтеносность установлена и в палеозойских отложениях.
Твердое топливо. В западной части Западно-Сибирской плиты располагаются три буроугольных бассейна: Сосьвинско-Салехардский (Ханты-Мансийский АО) с запасами около 1,5 млрд.т, Серовский (Свердловская область) с запасами 220 млн.т, Челябинский (Челябинская область) с запасами 632 млн.т. Угленосность приурочена к триас-юрским терригенным отложениям.
Урановое сырье. В южной части Западно-Сибирской плиты (Курганская область) располагается Зауральский урановорудный район. Месторождения этого района (Далматовское и др.) приурочены к ранне-среднеюрским терригенным отложениям, выполняющим палеодолины этого возраста. Месторождения относятся к инфильтрационному песчаниковому типу. Главным рудным минералом является настуран; среднее содержание урана составляет 0,039%. Здесь сосредоточено около 3% запасов урана России, которые обеспечивают примерно 11% его добычи. Отработка месторождений производится методом подземного выщелачивания с глубины 500-600 м.
Черные металлы. На западном борту плиты к позднемеловым морским отложениям приурочен Аятско-Алапаевский железорудный бассейн с бурожелезняковыми рудами, имеющими гидрогетит-лептохлорит (с сидеритом) состав. Содержание железа в руде около 30%, запасы около 7 млрд.т. На восточном борту расположен Западно-Сибирский железорудный бассейн того же возраста и с рудами такого же состава.
В западной части плиты, в области ее сочленения с горно-складчатым Уралом располагается Северо-Уральский марганцеворудный бассейн, в котором разведано 9 месторождений с общими запасами карбонатных марганцевых руд 44 млн.т и средним содержанием марганца 20-22%. Марганценосность связывается с морскими терригенными отложениями раннего палеогена.
Цветные металлы. В южной и юго-западной частях плиты с континентальными отложениями раннего мела связаны месторождения бокситов (Тургайская и Каменск-Уральская группы). Содержания Al2O3 – 28-60%, SiO2 – до 20%, модуль – 3-15.
Таким образом, с юга на север устанавливается латерально-вертикальная триада алюминий-железо-марганец, составляющая систему, именуемую алфермангалиты (по ведущим металлам: ал – алюминий, фер – феррум, ман – марганец, лит – порода). На некоторых месторождениях установлено следующее: нижние части рудных горизонтов сложены бокситом, верхние железными рудами, на других объектах – нижние части рудных горизонтов сложены железными рудами, верхние – марганцевыми рудами. Эта триада установлена и описана крупным литологом ак. Н.М.Страховым.
Подземные воды. Западно-Сибирская плита является крупнейшим артезианским бассейном.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Западно-сибирская плита
Западно-Сибирская плита имеет гетерогенный фундамент, возраст которого варьирует от карельского до позднегерцинского, перекрытый чехлом платформенных мезозойско-кайнозойских отложений. Заложение плиты в контурах, близких к современным, относится к ранне — и средне-юрским эпохам. Именно в это время территория Западной Сибири начала постепенно превращаться в гигантскую область прогибания. [1]
Западно-Сибирская плита представляет собой огромную чашу, заполненную исключительно песчаными и глинистыми отложениями мощностью 6 — 8 км. Открытие этой провинции началось с фонтана газа, полученного в 1953 г. на Березовской площади, а первая нефть была установлена в 1961 г. на Шаимской структуре. [2]
Западно-Сибирская плита — молодая платформа, соответствующая площади Зап. Сибирской низменности; продолжается на С. [3]
Западно-Сибирская плита — самая крупная в мире плита с мезо-кайнозойским ( кроме северной части) осадочным чехлом. Она ограничена складчатыми структурами Тургайского плато, Казахского мелкосопочника и Алтае-Саянской области на юге, Сибирской платформы на востоке. Северная граница предполагается в пределах шельфа Карского моря. [4]
Западно-Сибирская плита представляет собой внутриплатфор-менную впадину, выполненную отложениями юры, мела, палеогена и неогена и окруженную складчатыми сооружениями. [5]
Западно-Сибирская плита является одним из крупнейших структурных элементов Евразии. В плане она вытянута в меридиональном направлении: длина ее от Семипалатинска, расположенного в крайней южной ее точке, до северной оконечности Гыданского полуострова составляет 2400 км, до Новой Земли, образующей северный борт плиты, — несколько превышает 2900 км, а ширина вдоль параллели Свердловска составляет почти 1900 км. [6]
Западно-Сибирская плита эпипалеозойской Урало-Сибирской платформы имеет четкое двухъярусное строение: нижний ярус — фундамент плиты и верхний ярус — мезокайнозойский платформенный чехол. Эта впадина заполнена осадочными, преимущественно терригенными отложениями юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем мощностью от сотен метров до 6000 м, образующими верхний ярус плиты — ее платформенный чехол. [7]
Западно-Сибирской плиты параллельно складчатому Уралу, так же как и зоны байкальской складчатости в восточной и, возможно, северной части плиты, распространение салаирид на продолжении Алтае-Саянской сладчатой зоны на юго-востоке и каледонид на юге. Однако насколько далеко в пределы Западно-Сибирской плиты продолжаются зоны указанной складчатости, пока не ясно. [9]
Территория Западно-Сибирской плиты благодаря своему континентальному положению и особенностям циркуляции воздушных масс отличается суровой продолжительной зимой с сильными ветрами и метелями, поздними весенними и ранними осенними заморозками. [10]
Криолитозона Западно-Сибирской плиты представлена разнообразными в возрастном и генетическом отношении комплексами. [11]
Фундамент Западно-Сибирской плиты залегает глубоко, и его породы не имеют инженерно-геологического значения. [12]
На Западно-Сибирской плите имеются отдельные прогибы и сводовые поднятия. Залежи нефти и газа находятся преимущественно в мезозойских отложениях. [13]
На территории Западно-Сибирской плиты широко развиты отложения олигоценового подэтажа, которые имеют большие мощности и наиболее глубокое залегание. Отложения неогенового подэтажа имеют локальное распространение только на юге плиты и сравнительно небольшие мощности. [14]
На севере Западно-Сибирской плиты , севернее широтного отрезка Оби, отсутствуют неогеновые и верхнеплиоцен-нижнечетвертичные отложения. Здесь преимущественное развитие имеют нижне-среднечетвер-тичные отложения, которые залегают непосредственно на палеогене. Верхнеплиоцен-нижнечетвертичные отложения широко распространены в пределах южной половины плиты, где нижне-среднечетвертичные отложения имеют лишь локальное развитие. [15]
Источник
Фундамент западно сибирской плиты имеет возраст
Глава V. Молодые эпипалеозойские плиты
Западно-Сибирская плита представляет собой крупнейшую молодую эпипалезойскую плиту которая занимает обширную территорию (около 3,5 млн. км2) Западно-Сибирской низменности, выполненную мощными толщами осадочных пород. C юга плита ограничена герцинскими и каледонскими складчатыми сооружениями Алате-Саянской аккреционно-коллизионной области, с запада и северо-запада плиту обрамляют позднепалеозойский складчатый пояс Урала, с востока — Сибирская платформа и байкальские образования Енисейского кряжа, а с северо-востока складчатые сооружения Таймыро-Североземельской области. На севере Западно-Сибирская плита открывается в сторону океана и переходит в пассивную окраину, которая большей частью является затопленной окраиной материковых структур. На юго-западе, в районе Тургайской седловины, структуры Западно-Сибирская плиты сочленяется с Туранским эпипалеозойским осадочным бассейном.
Плита имеет двухъярусное строение — разновозрастный (от докебрия до позднего палеозоя) гетерогенный фундамент, обнажающийся в возвышенностях по обрамлению низменности и несогласно перекрывающий его чехол, сложенный мезозойскими и кайнозойскими осадками.
О взаимоотношениях и точной конфигурации различных структурных элементов фундамента плиты нет единого мнения. Однако, совершенно ясно, что в основании Западно-Сибирской плиты находят продолжение структуры ее обрамления. Предполагается, что большая часть Западно-Сибирской низменности подстилается верхнепалеозойскими комплексами, являющимися продолжениями Иртыш-3айсанской и Томь-Колыванской складчатых зон. Их существование на глубине подтверждается бурением в южной части Западно-Сибирской низменности, где под чехлом вскрыты офиолиты, девонские и нижнекаменноугольные граувакковые отложения и лавы. Достаточно надежно несколько полос офиолитовой ассоциации устанавливается также в Зауралье. Здесь многими скважинами вскрыты гарцбургиты, верлиты, троктолиты, дуниты и габбро-нориты, т.е. ультрабазитовые разности офиолитовой ассоциации. Кроме того, офиолиты обнаружены в скважинах в районе Сургута и Нижневартовска. Вышесказанное позволило выделить в строении фундамента Западно-Сибирской плиты три офиолитовых пояса: Нижневартовско-Александровский, Зауральский и Западно-Сургутский. Гипербазитам в пределах этих поясов сопутствуют кремнистые сланцы, яшмы и граувакково-черносланцевые толщи в основном девонского возраста. Ограничить офиолитовые пояса позволяют также тяготеющие к ним интенсивные положительные магнитные аномалии. Позднепалеозойские коллизионные структуры Иртыш-Зайсанской и Томь-Колыванской зон на севере, в районе Обской губы, как предполагается, соединяются с близкими по возрасту складчатыми образованиями внутренних зон Урала, обрамляя, таким образом Ханты-Мансийский древний массив. Этот массив продолжает на север каледонские и более древние образования Центрального Казахстана. Вскрытые там породы представлены кристаллическими сланцами и гнейсами предположительно рифейского возраста, порядка 1000 — 1200 млн. лет. На востоке от Томь-Колыванской зоны под чехлом Западно-Сибирской плиты находят свое продолжение раннепалеозойские аккреционно-коллизионные и островодужные комплексы Кузнецкого Алатау испытавшие сильнейшие деформации в ордовике-силуре и погребенные структуры Минусинских наложенных впадин Алтае-Саянской области. Основание самой восточной части плиты слагает вытянутая вдоль левобережья Енисея Приенисейская зона, являющаяся продолжение байкальских складчатых структур Енисейского кряжа, а далее на север погруженный борт Сибирской платформы, который сложен в этой части, судя по разрезам районов Туруханска и Игарки, довольно мощным существенно карбонатным разрезом верхнего докембрия, нижнего и среднего палеозоя. Наибольшие разногласия существуют по поводу строения фундамента северной части Западно-Сибирской низменности, скрытой под мощным чехлом осадков. Неясны взаимоотношения между погруженным краем Сибирской платформы и герцинидами Урала. Согласно одним взглядам край Сибирской платформы вряд ли проходит далеко на запад и кора в этой части имеет субокеанический тип, согласно другим взглядам принято считать, что древний докембрийский фундамент с палеозойским чехлом распространен под всей северной частью Западно-Сибирской низменности вплоть до п-ова Ямал.
По данным ГСЗ, Западно-Сибирская низменность на большей своей части подстилается континентальной корой. Ее мощность в целом составляет 43-46 км. в западной части (продолжение Уральских структур), 39-43 км. под окраиной Сибирской платформы, 36-37 км в центральной части. Таким образом наблюдается некоторое сокращение мощности от периферии к центральной части низменности, где по современным данным фиксируется достаточно типичная рифтогенная картина глубинного строения с утонением континентальной коры. Как правило палеорифты выражены впадинами глубиной до 2 км., которые ограничены сбросами. Они достаточно надежно устанавливаются по геофизическим данным. Им свойственны положительные гравитационные аномалии, соответствующие распространению в их пределах тяжелых базальтовых пород. С грабенами ассоциирует и повышение теплового потока по сравнению с его значениями за их пределами. Кроме того также характерны четкие магнитные аномалии, вытянутые вдоль грабеновых структур. В настоящее время в фундаменте Западно-Сибирской низменности прослеживается несколько палеорифтовых систем. Это протяженные, вытянутые в субмеридиональном направлении структуры, наиболее выраженным из которых является Колтогорско-Уренгойский грабен, вытянутый практически через всю плиту, уходя в основание Южно-Карской впадины Карского моря. От него косо к северо-западу отходит Ямальский грабен. Оба грабена обычно объединяет в единую систему (Ямало-Пуровский авлакоген). Вдоль восточного края Западно-Сибирской низменности протягивается второй хорошо выраженный палеорифт — Худосеевский грабен. На крайнем юго-западе низменности вблизи стыка с Уралом прослеживается выходы на поверхность структур Челябинского грабена.
Грабены выполнены толщами (туринская и челябинская серии), среди которых, с одной стороны, присутствуют контрастные вулканические серии (базальты близкие по составу океаническим толеитам и субщелочные риолиты), а с другой—конгломераты, образующие типичную грабеновую фацию. Временем формирования этих структур, согласно современным данным считается поздняя пермь — триас. Геохимические исследования вулканических серий выполняющих грабеновые структуры свидетельствуют о том, что толеитовые и субщелочные базальты раннего триаса являются полными геохимическими аналогами пород трапповой формации Сибирской платформы. На синхронность начального этапа излияния траппов Уренгойского и Норильского районов указывают выполненные в последнее время палеомагнитные данные. Однако продолжительность траппового эпизода в истории этих двух провинций, вероятно, различны. Предполагается, что вулканическая деятельность в пределах Уренгойско-Колтогорского грабена Западно-Сибирской плиты имела место в течении более длительного периода времени, что, вероятно, связано с продолжительной генерацией здесь океанической коры. Идея о вероятном раскрытии океанического ложа (Обского палеоокеана) впервые возникла при изучении данных геофизических исследований: установлены характерные магнитные аномалии вдоль простирания Колтогоро-Уренгойской системы грабенов. Гипотезу Обского палеоокеана подтверждают имеющиеся палеомагнитные данные которые фиксируют расхождение положения триасовых палеомагнитных полюсов Восточной Европы и Сибири. Совпадение палеополюсов достигается эйлеровым поворотом Сибирского полюса приблизительно на 15 градусов против часовой стрелке. Следовательно расхождение полюсов может быть объяснено поворотом Сибири по отношению к Восточной Европе по часовой стрелке при раскрытии океанического пространства. Время раскрытия океана оценивается как 235-218 млн. лет., а величина раскрытия могла составить 270 км., при скорости спрединга порядка 1,6 см/год. К югу скорость спрединга, вероятно, постепенно уменьшалась, в результате чего образовался океанический бассейн клиновидной формы. С историей этого океана, вероятно, и связан начальный этап формирование собственно комплексов чехла Западно-Сибирской плиты.
Самыми древними породами осадочного чехла являются нижнеюрские отложения (тюменская свита и ее аналоги), выходящие на поверхность в краевых частях плиты. Они резко несогласно перекрывают разновозрастные, гетерогенные комплексы основания. В общем структурном плане плита представляет собой огромную плоскую впадину или синформу с пологомоноклинальными западным, южным и восточным крыльями, более погруженной внутренней — центральной частью и наиболее опущенной северной частью. На фоне крупных тектонических элементов в структуре собственно плитного комплекса вырисовывается множество более мелких структурных форм — брахиформных, нередко коробчатых поднятий и прогибов, флексур, отражающих длительно происходившие смещения блоков фундамента относительно друг друга. Вверх по разрезу отчетливость этих форм и их относительные амплитуды постепенно снижаются. Мощность осадочного чехла в южной (приподнятой) части плиты не превышает 3 км., на севере низменности суммарная мощность отложений чехла достигает 10 — 12 км. Полоса максимальных мощностей приурочена к впадине над Колтогорско-Уренгойским грабеном. Отложения юры здесь согласно залегают на мощной толще черных и серых аргиллитов, алевролитов и песчаников среднего-позднего триаса. По своему строению разрез юрско-меловых и кайнозойских отложений чехла Западно-сибирской плиты имеет исключительно обломочный тип и характеризуется перемежаемостью мелководно-морских и континентальных фаций, часты дельтовые осадки, отмечаются следы многочисленных трансгрессий и регрессий, связанные с эвстатическими колебаниями уровня океана. Подъем уровня моря отмечаются в поздней юре, раннем мелу, позднем мелу и эоцене-среднем олигоцене. В это время возникали условия некомпенсированных бассейнов, когда глубина моря могла достигать 700 м. и более. Так, например, это было в поздней юре, когда отлагались богатые органическим веществом битуминозные глины знаменитой баженовской свиты.
Таким образом, как было показано выше, формирование осадочного бассейна Западной Сибири является следствием пермо-триасового рифтогенеза и кратковременного спрединга с образованием ложа Обского палеоокеана. После прекращения растяжения и отодвигания Сибири от Европы пространство между ними стало опускаться вследствие охлаждении литосферы. В ходе развития, погружение компенсировалось поступлением обломочного материала, так что ложе бассейна постоянно находилось вблизи уровня моря. В общем случае Западно-Сибирский бассейн является примером осадочного бассейна, возникшего на месте области с прекратившимся рифтогенезом.
Источник