Разработка Ярегского месторождения

3. Тектоническое строение

Ухтинская брахиантиклинальная  складка – главная структура  второго порядка на Южном Тимане – структуре первого порядка. Она имеет простирание около 335°, длинную ось порядка 225 км и короткую – 60 км (по выходам верхнего карбона). Более крутое юго-западное крыло её погружается под углом от 2° до 3°20¢, а широкое северо-восточное – под углом 1°30¢.

В своде складки  устанавливается несколько локальных  пологих куполовидных структур 3-го порядка того же северо-западного  простирания размером от 10 до 15 км. К  одной из них приурочено Ярегское месторождение. Размеры её 12,5 км по оси простирания и от 1,5 до 4,5 км по ширине. Складка асимметрична (северо-восточное  её крыло почти в три раза шире юго-западного), имеет пологое северо-восточное  крыло (1°) и более крутое юго-западное (от 1 до 3°).

Ярегское месторождение  приурочено к инверсионному поднятию, ограниченному системой нарушений, протягивающихся в северо-западном направлении от 6 до 7 км друг от друга (за контуром нефтеносности пласта 3) в виде почти параллельных дугообразных зон. Одно из этих нарушений известно под названием «Ярегский» или  «Большой Ярегский» сброс и, по-видимому, входит в систему нарушений, отделяющих Ухта-Ижемский вал от Тобысьской депрессии, так как в своей северной части  служит непосредственной границей упомянутых тектонических элементов. Сброс  выражен сложной системой разрывных  нарушений шириной до 1 км. Суммарные  смещения по кровле фундамента достигают  от 100 до 140 м.

Восточный сброс, выявленный при доразведке Ярегского  месторождения на рудные ископаемые в 1967-1968 гг., тоже представляет собой  зону нарушения типа ступенчатого сброса с амплитудой смещения по фундаменту от 10 до 30 м, вблизи Верхнеижемского  блока - до 80 м.

Инверсионное  поднятие, заключённое между указанными системами нарушений, и является «сводовой частью Ухтинской складки» в исторически сложившемся представлении. Поскольку оно почти непосредственно  граничит с Тобысьской депрессией, то отсюда вытекали выводы об асимметрии Ухтинской складки, о её крутом юго-западном крыле и пологом восточном  и так далее.

Детальное изучение геологического строения Ярегского  месторождения, особенно в процессе его разработки шахтным способом, показывает, что кровля 3-го пласта совпадает  с выступом кровли метаморфических  сланцев.

В современном  рельефе сланцевого фундамента в  пределах месторождения выделяются по меньшей мере четыре крупных тектонических  элемента, имеющих выдержанное северо-западное простирание. Это, во-первых, слабо расчленённые выступы фундамента, протягивающиеся  зоной шириной до 1 км на крайнем  западе шахтного поля 3 и непосредственно  к западу от границы шахтного поля 2. Относительные превышения выступов над их подошвой достигают от 20 до 45 м. Вторым крупным элементом рельефа  фундамента является примыкающая к выступам сравнительно выровненная поверхность, более или менее равномерно падающая в восточном направлении. Она занимает всю остальную часть шахтного поля 3 и большую северную половину шахтного поля 1. Меньшую южную половину этой шахты и почти всю шахту 2 занимает крупная внутренняя впадина шириной до 2 км с относительным превышением бортов от 20 до 30 м. Её следует рассматривать как третий крупный тектонический элемент рельефа фундамента.

На крайнем  востоке шахтных полей и непосредственно  за их пределами впадину ограничивают значительно меньшие (от 10 до 15 м) поднятия в районе шахты 2 и выполаживания  склонов фундамента в районе шахты 1. Очевидно, здесь намечается очередная  тектоническая форма фундамента, вытянутая в том же северо-северо-западном направлении.

На тектонические  трещины северо-западного простирания  накладывается система нарушений  субмеридионального простирания амплитудой от 20 до 100 м, разделяющих положительные  и отрицательные дислокации соответствующего направления (в основном на периферии  месторождения).

Все породы месторождения  различной степени трещиноваты  и пересекаются дизъюнктивными нарушениями. Особое значение это имеет для  продуктивных отложений, поскольку  в значительной степени определяет их фильтрационно-емкостные свойства. Детальное изучение дизъюнктивной  тектоники и трещиноватости пласта и перекрывающих и подстилающих его пород изучено при проходке многочисленных горных выработок при  шахтном способе разработки.

Дизъюнктивные нарушения на месторождении представляют собой относительно крупные трещины, сомкнутые или заполненные, зияющие или сопровождающиеся зоной дробления, которые под крутыми углами пересекают различные слои, пачки и тела и характеризуются обязательным смещением лежачего или висячего боков.

Среди них условно  различаются:

-  крупные,  но относительно редкие, протяжённостью  от 1 до 3 км с величиной смещения  от 5 до 10 м;

-  средние  по размеру, протяжённостью сотни  метров сбросы и взбросы с  амплитудой смещения до 2 м;

-  мелкие  дизъюнктивы, измеряемые десятками  метров со смещением до 0,7 м,  редко 0,5 м.

Все эти нарушения  хорошо видны при описании выработок  и нередко фиксируются нефтегазоводопроявлениями  различной интенсивности в пересекающих их скважинах.

Все другие разрывы  сплошности пород без их смещения относятся к трещинам. Более крупные  трещины относятся к трещинам первого порядка, а трещины, которые  обычно не выходят за пределы одного слоя, - к трещинам второго порядка. Кроме того, можно выделить микротрещины, изучаемые только в шлифах.

Шахтная разработка месторождения показала, что лежащие  на фундаменте девонские отложения  осложнены многочисленными дизъюнктивными дислокациями, разбивающими структуру  на множество блоков.

Распространённость  нарушений определяется их вскрытием  в среднем через каждые 25 м  протяжённости горной выработки.

Более крупные  нарушения сопровождаются мощными  зонами дробления и милонитизации  в висячем боку, а смещения крыльев  достигают 20 м по вертикали. В разрушениях, секущих весь разрез, амплитуда возрастает с глубиной и по кровле метаморфических  сланцев в 3 раза больше, чем по кровле 3-го пласта. Сбросы чередуются с взбросами  по типу чередования горстов и  грабенов. В направлении от центральных  к периферийным участкам структуры  смещения принимают более выдержанный  характер.

Дизъюнктивные нарушения имеют разнообразное  простирание, но преобладает продольное - северо-запад-юго-восток (СЗ-ЮВ). Связь  между амплитудой смещения и протяжённостью не наблюдается.

По данным шахтной разработки продуктивный пласт 3 Ярегского месторождения интенсивно, но неравномерно разбит крутопадающими (от 60 до 80°) нарушениями на множество  блоков самых различных размеров и форм. Преобладает диагональная по отношению к общему простиранию  структуры система трещин (субмеридиональных  и субширотных), но местами лучше  выражена продольно-поперечная система  нарушений и трещин северо-западных и северо-восточных направлений. Протяжённость нарушений от 10 м  до 2,5 км. Более протяжённы трещины  и дизъюнктивы диагональной системы. В верхней части пласта трещины  и дизъюнктивы встречаются в  среднем через каждые 25 м документированной  горной выработки, в нижней части  вблизи фундамента - через 9 м (от 12,5 до 7,6 м). Амплитуды смещения обычно незначительны: от миллиметров до 2 м, редко до 10 м.

4. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза

В основании  продуктивного разреза Ярегского  месторождения, залегает венд-рифейский  складчатый комплекс фундамента.

Венд-рифейские  образования сложены различными тонкослоистыми (полосчатыми, ленточными) сланцами, а также массивными кварцитами и метаморфизованными кварцитовидными  песчаниками. Сланцы преимущественно  зеленовато-серые серицит-хлорит-кварцевые  и тёмно-серые (до чёрного), в различной  степени графитизированные. По степени  метаморфизма они принадлежат к  биотит-хлоритовой субфации зелёных  сланцев. Кварциты и кварцитовидные песчаники обычно слюдистые, имеют  серицит-хлоритовый и регенерационный  кварцевый цемент.

Непосредственно под девонскими отложениями на Ярегской площади залегают сланцы, местами выветрелые на глубину от 0,3 до 4 м и более. Эти разрушенные в дресву или до глин, но местами сохранившие сланцеватую структуру, обычно почти белые, а местами красно-бурые, породы имеют каолинит-гидрослюдистый состав с участием аутогенного сидерита. В красно-бурых разностях присутствует гематит и лимонит за счёт окисленного пирита. Кора выветривания чаще отмечается в депрессиях фундамента.

Сланцы, главным  образом графитизированные разности, содержат как мелкие, так и достаточно крупные (от 0,5 до 2,5 мм) зёрна лейкоксена (до 1 %) и ильменита при содержании TiO₂ (двуокись титана) в пределах от 0,7 до 1,45 %. Кварциты и кварцито-песчаники заметно беднее титаном, но так же, как и сланцы, содержат мелкие зёрна рутила, анатаза, циркона и турмалина.

Венд-рифейская  метаморфизированная толща смята  в крутые складки предположительно субмеридионального простирания. В  современном структурном плане  поверхности метаморфических сланцев  они выделяются в виде чередования  узких, но весьма протяжённых валообразных поднятий (гемиантиклиналей) и грабенообразных  прогибов шириной от нескольких сот  метров до нескольких километров.

Тектоническими  трещинами северо-западного, северо-восточного, субмеридионального и субширотного простираний толща сланцев разбита  на отдельные блоки. Трещины обычно заполнены белым сливным кварцем, а местами в прикровельной  части фундамента - кварцитовидными  гравелитами и конгломератами, но встречаются и зияющие трещины.

Средний девон, живетский ярус. Эродированная  поверхность венд-рифейских метаморфических  сланцев с угловым и стратиграфическим  несогласием перекрывается образованиями  среднего отдела девонской системы. Представлен он живетским ярусом старооскольским горизонтом.

Базальный пласт  песчаников среднего-верхнего девона или пласт 3 местной промысловой  номенклатуры по Ухтинской складке, продуктивный на Ярегском месторождении, сложен тремя литологическими пачками  терригенного состава: нижней, средней и верхней (последняя пачка относится уже к верхнему девону).  Нижняя  пачка  пласта 3 средней толщиной на Ярегской площади около 30 м, а на участке работ  около 20 м, в свою очередь состоит из двух частей: большей нижней, сложенной разнозернистыми лейкоксен-кварцевыми песчаниками с прослоями аргиллитов, и меньшей верхней, соответствующей так называемым «надрудным алевролитам». Песчаники нижней пачки, с которыми связана уникальная россыпь титановых минералов (главным образом лейкоксена), называются также «основным» или «нижним рудным горизонтом». На площади района работ они являются водонасыщенными.

Олигомиктовые песчаники нижней части нижней пачки 3 пласта слагают основную нижнюю титановую  россыпь месторождения. Внизу разреза  чаще всего залегают наиболее грубозернистые, местами конгломератовидные песчаники  с гравием и различными по крупности (от 2 до 6 см) плохо окатанными гальками кварца и кварцита.

Средняя, более  выдержанная часть разреза основного  рудного горизонта, средней толщиной 6 м при колебаниях от 3 до 10 м, сложена  преимущественно мелко- и разнозернистыми  песчаниками с различной степенью примеси зёрен средних и крупных  фракций до гравия и мелких галек  кварца включительно. Аргиллитовые прослои  в них редки и  имеют толщину  менее 1,0 м.

Верхняя часть  разреза основного рудного горизонта  средней толщиной до 10 м, при колебаниях от 0 до 15 м, состоит из относительно однородных, мелко- и тонкозернистых, хорошо сортированных песчаников, имеющих  весьма чёткую, тонкую, косую и косоволнистую  слоистость при толщине косых  серий однородных слойков от 3 до 7 см.

Коллекторами  являются разнозернистые, средне-мелкозернистые хорошо сортированные, слабоглинистые, тонкозернистые песчаники. Алевритистые и глинистые тонкозернистые песчаники, и глинистые конгломераты для  нефти слабопроницаемы.

Отложения средней  пачки пласта 3 с размывом и перерывом  перекрывают породы нижней. Сложены  они кварцевыми хорошо сортированными, косослоистыми, преимущественно мелко- и тонкозернистыми песчаниками  с подчинённым участием разнозернистых и прослоев аргиллитов и алевролитов, а также имеют предположительно русловый генезис.

Верхний девон: нижнефранский и среднефранский подъярусы. Джьерский горизонт нижнефранского подъяруса на Ухтинской складке  включает часть разреза поддоманиковых отложений от подошвы верхней  пачки 3 пласта до кровли пласта 2.

Верхняя пачка  пласта 3-го несогласно перекрывает  отложения средней и нижней пачек. От нижележащих пачек он отличается наименьшей (в среднем до 4,0 м) и  невыдержанной (от 0 до 14 м) толщиной, а  также в основном грубозернистым, но неоднородным составом, повышенной глинистостью, сидеритизацией и весьма слабой сортированностью как по крупности, так и механической устойчивости материала. Песчаники полимиктовые (лейкоксен-кварцевые) и содержат дресву метаморфических сланцев. Они слагают слабо выдержанную титановую россыпь. Предполагается, что эти образования соответствуют базальным отложениям раннетиманской трансгрессии, и грубозернистые и конгломератовидные их разности являются в основном пляжными образованьями.

Как правило, 3-ий пласт почти повсеместно перекрывается  надпластовыми аргиллитами. В единичных  случаях линзообразные тела, апофизы  и дайки диабазов встречаются  или непосредственно над пластом 3, или внутри пласта.

Надпластовые  аргиллиты представляют собой горизонтально-слоистые глинистые отложения зеленовато-серой  и зеленовато-бурой (пятнистой) окраски, часто с прослоями и линзами  песчаного материала. Песчаники  в прослоях толщиной от 3 до 50 см тонко- и мелкозернистые до разнозернистых, обычно глинистые, могут быть связаны  с мелкими выступами дна бассейна. В южной части месторождения  почти весь разрез надпластовых аргиллитов замещается тонким переслаиванием аргиллитов и глинистых песчаников.

Вышезалегающая  туфобазальтовая (туфодиабазовая) толща (или «туфоидные слои») сложена различными туффитами с подчинёнными прослоями  туфобрекчий, туфопесчаников и туфоидных  глин. Среди туффитов встречаются  пластовые тела диабазов и базальтов, реже встречаются диабазовые дайки. Средняя толщина туфоидных слоев  на Ярегском месторождении около 40 м при колебаниях от 5 до 60 м; при  этом на туффиты приходится около 70 %  разреза.