Анализ минералов тяжелой фракции методом КР-спектроскопии (на примере неогеновых толщ северо-восточного шельфа о. Сахалин)

Введение. В нефтяной геологии анализ минералов тяжелой фракции важен для реконструкции источников сноса, условий транспортировки и диагенеза терригенных пород, но классическая оптическая методика имеет ограничения, которые преодолеваются использованием КР-спектроскопии, поскольку метод даёт возможность надёжно идентифицировать как прозрачные, так и непрозрачные и хорошо окатанные зёрна, фиксировать полиморфные модификации и минералы микронных размеров, что существенно расширяет информативность исследований тяжёлой фракции по сравнению с классической оптической микроскопией. Метод применен для скважин северо-восточного шельфа Сахалина — ключевого нефтегазоносного региона с неогеновыми терригенными коллекторами, для которых ранее почти не было детальных исследований тяжёлой фракции.

Цель. Изучение состава минералов тяжелой фракции песчаников неогеновых нефтегазоносных толщ (нутовский горизонт) северо-восточного шельфа о. Сахалин методом КР-спектроскопии по материалам керна и шлама скважин, удалённых на разное расстояние от берега, для оценки положения источников сноса, минералогической зрелости и пространственных вариаций состава.

Материалы и методы. Проведены исследования методом КР-спектроскопии керна и шлама нутовского горизонта миоцен-плиоценового возраста пяти скважин с разных месторождений северо-восточного шельфа о. Сахалин.

Результаты. Полученные результаты позволили подтвердить предположения о единстве источника сноса для нижне- и верхненутовских отложений и установить близость его расположения. Диагностированные ассоциации тяжёлых минералов могут использоваться в будущем как основа для разработки диагностических реперов для разделения нижне- и верхненутовского горизонтов в скважинах, что актуально в условиях молодых неогеновых осадков, сложно стратифицируемых при отсутствии руководящих биоформ, а также для атрибуции керна/шлама, утратившего сопроводительную описательную документацию.

Заключение. КР-спектроскопия — информативный метод для описания источников сноса.

1. Morton A.C., Hallsworth C.R. Identifying provenance-specific features of detrital heavy mineral assemblages in sandstones // Sedimentary Geology. — 1994. — Vol. 90. — Pp. 241–256.

2. Morton A.C., Hallsworth C.R. Processes controlling the composition of heavy mineral assemblages in sandstones // Sedimentary Geology. — 1999. — Vol. 124. — Pp. 3–29.

3. Mange M.A., Wright D.T. (Eds.) Heavy Minerals in Use. Developments in Sedimentology, 58. Amsterdam: Elsevier, 2007. — 1283 p.

4. Nasdala L., Smith D.C., Kaindl R., Ziemann M.A. Raman spectroscopy: Analytical perspectives in mineralogical research // EMU Notes in Mineralogy. — 2004. — Vol. 6. — Pp. 281–343.

5. Andò S., Garzanti E. Raman spectroscopy in heavy-mineral studies // Sediment Provenance Studies in Hydrocarbon Exploration and Production / Eds. R.A. Scott et al. Geological Society, London, Special Publications. — 2014. — Vol. 386. — Pp. 395–412.

6. Геология СССР. Т. XXXIII. Остров Сахалин. М.: «Недра». 1970. — 207 с.

7. Гладенков Ю.Б., Баженова О.К., Гречин В.И. и др. Кайнозой Сахалина и его нефтегазоносность. М.: «ГЕОС», 2002. — 225 с.

8. Харахинов В.В. Нефтегазовая геология Сахалинского региона. М.: «Научный мир», 2010. — 276 с.

9. Шеин В.С., Игнатова В.А. Геодинамика и перспективы нефтегазоносности осадочных бассейнов Дальнего Востока. — М.: «Научный мир». — 2007. — 276 с.

10. Maruyama S., Isozaki Y., Kimura G., Terabayashi M. Paleogeographic maps of the Japanese Islands: plate tectonic synthesis from 750 Ma to present // Island Arc. — 1997. — Vol. 6. — Pp. 121–142.

11. Sengör A.M.C., Natal’in B.A. Palaeotectonics of Asia: fragments of a synthesis // The Tectonic Evolution of Asia. Cambridge: C.U.P. — 1996. — Pp. 486–640.

12. Zyabrev S. Stratigraphy and structure of the central East Sakhalin accretionary wedge (Eastern Russia) // Russian Journal of Pacific Geology. — 2011. — Vol. 5. — Pp. 313–335.

13. Khanchuk A.I. Pre-Neogene tectonics of the Sea-of-Japan region: a view from the Russian side // Earth Science (Chikyu Kagaku). — 2001. — Vol. 55. — Pp. 275–291.

14. Khanchuk A.I., Kemkin I.V., Kruk N.N. The Sikhote-Alin orogenic belt, Russian South East: Terranes and the formation of continental lithosphere based on geological and isotopic data // Journal of Asian Earth Sciences. — 2016. — Vol. 120. — Pp. 117–138.

15. Zhao P., Li J., Alexandrov I., Ivin V., Jahn B. Involvement of old crustal materials during formation of the Sakhalin Island (Russian Far East) and its paleogeographic implication: constraints from detrital zircon ages of modern river sand and Miocene sandstone // Journal of Asian Earth Sciences. — 2017. — Vol. 146. — Pp. 412–430.

16. Abrajevitch A., Zyabrev S., Didenko A.N., Kodama K. Palaeomagnetism of the West Sakhalin Basin: evidence for northward displacement during the Cretaceous // Geophysical Journal International. — 2012. — Vol. 190. — Pp. 1439–1454.

17. Golozubov V.V., Kasatkin S.A., Grannik V.M., Nechayuk A.E. Deformation of the Upper Cretaceous and Cenozoic complexes of the West Sakhalin terrane // Geotectonics. — 2012. — Vol. 46. — Pp. 333–351.

18. Zharov A.E. South Sakhalin tectonics and geodynamics: A model for the Cretaceous–Paleogene accretion of the East Asian continental margin // Russian Journal of Earth Sciences. — 2005. — Vol. 7. ES5002.

19. Александров И.А., Ивин В.В., Малиновский А.И., Будницкий С.Ю. Первые данные по U/Pb датированию детритовых цирконов из терригенных пород Восточно-Сахалинского аккреционного террейна // Геодинамика и тектонофизика. — 2022. — № 13(2). — С. 0612. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2s-0612

20. Гайнаншин Р.Н. Шельф о. Сахалин — новые горизонты / Р.Н. Гайнаншин, Е.А. Жуковская, М.В. Сначев [и др.]. // Нефтяное хозяйство. — 2018. — № 12. — С. 22–24.

21. Шегай В.И., Толстиков А.В. Особенности структурно-тектонической эволюции северо-восточного шельфа о-ва Сахалин с учетом новых сейсмических данных // Геология нефти и газа. — 2022. — №. 4. — С. 39–51.

22. Lin Q., Wang J., Algeo T.J., Sun F., Lin R. Enhanced framboidal pyrite formation related to anaerobic oxidation of methane in the sulfate-methane transition zone of the northern South China Sea // Marine Geology. — 2016. — Vol. 379. — Pp. 100–108.

23. Mozley P.S., Carothers W.W. Elemental and isotopic composition of siderite in the Kuparuk Formation, Alaska: effect of microbial activity and water/sediment interaction on early pore-water chemistry // Journal of Sedimentary Research. — 1992. — Vol. 62. — Pp. 681–692.