劉恩然，辛仁臣，何虎莊

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京100029;2.中國地質(zhì)大學(xué)海洋學(xué)院，北京100083;3.中國石油塔里木油田分公司，新疆庫爾勒841000)

俄羅斯北極地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣資源，且具有較便利運(yùn)輸條件[1-2]。由于俄羅斯缺少油氣勘探開發(fā)的資金和勞動(dòng)力，俄羅斯北極大陸架油氣資源勘探開發(fā)勢必尋求對(duì)外合作，而我國是能源消耗大國，快速增長的油氣需求迫使我們開拓海外市場[3]。中俄兩國友好的戰(zhàn)略伙伴協(xié)作關(guān)系，為中俄兩國在北極地區(qū)的油氣資源合作奠定了良好的前景。在合適的環(huán)境條件下，可以采取共同開發(fā)的方案，開展俄羅斯北極地區(qū)石油勘探與開發(fā)，以滿足我國的能源需求[4]。

俄羅斯北極地區(qū)含油氣盆地地質(zhì)構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，總體勘探、研究程度較低，盡管不斷有新成果發(fā)表，但不夠系統(tǒng)。本文及文獻(xiàn)[5]通過對(duì)俄羅斯北極地區(qū)巖相古地理的研究，可以為俄羅斯北極地區(qū)進(jìn)行石油勘探區(qū)帶優(yōu)選提供依據(jù)。

1 地質(zhì)區(qū)域概況

1.1 研究區(qū)范圍

通常北極地區(qū)是指北緯66°33'以北的區(qū)域[3，6]，包括北冰洋及周緣盆地。北冰洋以羅蒙諾索夫海嶺為界分為美亞盆地和歐亞盆地。歐亞洋盆與北大西洋盆相接。阿爾法-門捷列夫海嶺將美亞盆地分隔為加拿大盆地和馬卡羅夫盆地。加科爾脊是北冰洋的現(xiàn)代擴(kuò)張中心[7]，發(fā)育在歐亞海盆內(nèi)，將歐亞洋盆分隔為南森海盆和阿蒙森海盆。

本文討論的俄羅斯北極地區(qū)大部分位于北緯60°以北地區(qū)，東至楚科奇海，西至巴倫支海。地質(zhì)構(gòu)造單元包括:波羅的地盾、莫斯科盆地、梅津盆地、蒂曼-伯朝拉盆地、北伏爾加-烏拉爾盆地、巴倫支海臺(tái)地、新地島褶皺帶、烏拉爾褶皺帶、喀拉海北部臺(tái)地、西西伯利亞盆地、東西伯利亞臺(tái)地、泰梅爾-北地群島褶皺帶、上揚(yáng)斯克褶皺帶、鄂霍茨克地塊、科累馬-奧莫隆地塊、南Anyui構(gòu)造帶，東西伯利亞海盆、南森海盆、阿蒙森海盆、羅蒙諾索夫海嶺、馬卡羅夫海盆和門捷列夫海嶺、楚科奇盆地和新西伯利亞-楚科奇褶皺帶等(圖1)。

1.2 俄羅斯北極地區(qū)主要地質(zhì)特征

圖1 俄羅斯北極地區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造和地貌要素(據(jù)Vernikovsky等[8]修改)Fig.1 Main tectonic and geomorphologic elements in Russian Arctic area

俄羅斯北極地區(qū)主要構(gòu)造單元基底性質(zhì)如下:馬卡羅夫海盆以及波德福德尼科夫海盆的基底為洋殼;南森洋盆和阿蒙森洋盆是中新生代羅蒙諾索夫脊與歐亞大陸裂開形成的洋盆，以超基性巖為基底，之上主要覆蓋新生代遠(yuǎn)洋沉積[9];南森洋盆與歐亞大陸之間區(qū)域是發(fā)育在復(fù)雜基底之上的現(xiàn)代陸坡;葉爾馬克高原和斯匹次卑爾根群島西側(cè)為加里東造山帶;斯瓦爾巴德板塊包括斯匹次卑爾根-法蘭士·約瑟夫群島[8]，以及西巴倫支海和新地島西緣地區(qū)，均以格林威爾期巖層為基底;南巴倫支海盆—東巴倫支海槽—北巴倫支海盆—圣安娜海槽—沃羅寧海槽一線，以及羅蒙諾索夫脊的基底為過渡型地殼的海槽和陸坡;蒂曼-伯朝拉板塊—新地島微板塊—北西伯利亞臺(tái)地—喀拉板塊，以及新西伯利亞板塊和德隆群島地區(qū)具有晚寒武紀(jì)基底，新西伯利亞板塊和德隆群島之間區(qū)域發(fā)育玄武巖和雙峰板內(nèi)火山巖;阿爾法-門捷列夫海嶺以及楚科奇微大陸具有晚寒武紀(jì)基底，并有火成巖侵入;烏拉爾褶皺帶—佩霍伊-新地島褶皺帶—北泰梅爾褶皺帶的晚寒武紀(jì)基底遭受了海西期構(gòu)造變形;西西伯利亞盆地發(fā)育年輕(中新生代)蓋層又有裂谷發(fā)育，其基底是變質(zhì)的古生代沉積;西伯利亞克拉通北部發(fā)育基底為變質(zhì)雜巖的阿納巴爾地盾，其余地區(qū)為未變形的蓋層;南泰梅爾褶皺帶—上揚(yáng)斯克褶皺帶形成于中生代，是中生代科累馬-奧莫隆超級(jí)地塊匯聚的結(jié)果[9];楚科奇褶皺帶和新西伯利亞群島為晚前寒武紀(jì)基底，遭受了基梅里期變形;科累馬-奧莫隆超級(jí)地塊與楚科奇褶皺帶之間的南Anyui縫合帶形成于晚侏羅紀(jì)至早白堊紀(jì)，是東北亞的主要構(gòu)造邊界，通常認(rèn)為是侏羅紀(jì)分開西伯利亞板塊和北美兩大板塊洋盆遺跡[10];鄂霍茨克-楚科奇一帶發(fā)育白堊紀(jì)火山-侵入巖(圖1)。

俄羅斯北極地區(qū)諸多構(gòu)造單元的基底較老，為沉積物的堆積提供了較長的時(shí)間。研究區(qū)的油氣主要富集在中生界，中生界主要烴源巖產(chǎn)層為三疊系和中-上侏羅統(tǒng)海相暗色泥頁巖，部分地區(qū)的烴源巖分布在下侏羅統(tǒng)和白堊系的海相暗色泥頁巖中，主要儲(chǔ)集層發(fā)育在三疊系、侏羅系和白堊系的砂巖中，并以三疊系、侏羅系和白堊系頁巖為蓋層[11-12]。例如:東斯瓦爾巴德出露了幾乎未變形三疊系沉積，厚度在100 m左右，為一套淺海陸架沉積;主要巖石類型為黑色頁巖，夾細(xì)砂巖、粉砂巖，發(fā)育磷酸鹽巖條帶，少見碳酸鹽巖;這套地層有機(jī)碳含量高，是北極地區(qū)重要的烴源巖[13]。

1.3 俄羅斯北極地區(qū)主要盆地巖性特征

本文總結(jié)了俄羅斯北極地區(qū)的東巴倫支海地區(qū)、西西伯利亞盆地的西烏拉爾-弗羅洛夫地區(qū)和中鄂畢河流域東部地區(qū)，以及東西伯利亞地區(qū)的勒拿-維柳伊盆地和葉涅賽-哈坦加盆地中生界縱向及橫向的巖性特征，如圖2所示。分述如下:

東巴倫支海臺(tái)地(BP)三疊紀(jì)—中侏羅世是構(gòu)造安靜期，東部地勢較陡，碎屑沉積物由東邊輸入。三疊系以海相泥巖和砂巖為主，沉積環(huán)境為河流-三角洲和三角洲前緣沉積體系。中三疊統(tǒng)海平面達(dá)到最大，廣泛沉積富含有機(jī)質(zhì)的閉塞靜海相環(huán)境頁巖。上三疊統(tǒng)是以海相泥巖和砂巖為主的沉積環(huán)境。早—中侏羅世時(shí)期砂巖和泥頁巖交替推進(jìn)和退積，中侏羅統(tǒng)東巴倫支海臺(tái)地區(qū)域性隆升并伴隨大量剝蝕，部分地區(qū)缺失沉積記錄。上侏羅統(tǒng)受西巴倫支海地區(qū)的拉張活動(dòng)盆地發(fā)生沉降，以海相泥頁巖為主，沉積環(huán)境為濱海相。白堊系盆地進(jìn)一步發(fā)生沉降，沉積環(huán)境為淺海，以泥頁巖為主，砂巖和碳酸鹽巖發(fā)育局限，局部地區(qū)有火山巖侵入[14]。

西西伯利亞盆地是一個(gè)疊加在早三疊世裂谷系之上的平緩的中生代—古近系克拉通內(nèi)坳陷盆地。西西伯利亞盆地的古生界基底在二疊—三疊紀(jì)期間準(zhǔn)平原化。晚古生代碰撞最顯著的產(chǎn)物之一就是烏拉爾山的形成，此次造山運(yùn)動(dòng)使古生代沉積物變質(zhì)形成現(xiàn)在的基底，而新地島形成于早二疊世[8]。

西烏拉爾-弗羅洛夫地區(qū)(UF)位于西西伯利亞盆地西側(cè)，地勢較高，中鄂畢河流域東部地區(qū)(MO)位于西西伯利亞盆地中部，裂谷較為發(fā)育，地勢較低。西西伯利亞盆地三疊系遭受剝蝕，侏羅系和白堊系沉積較完整。受烏拉爾造山運(yùn)動(dòng)影響，三疊紀(jì)西西伯利亞盆地隆升，成為前陸盆地，有碎屑巖沉積，沉積環(huán)境為陸相，下三疊統(tǒng)的火山活動(dòng)使得全區(qū)可見火山巖。侏羅系海平面上升，西烏拉爾-弗羅洛夫地區(qū)沉積物以砂巖、泥巖為主，中鄂畢河流域東部地區(qū)粉砂巖、泥巖較為發(fā)育，沉積環(huán)境為淺海相。白堊系巖性和沉積環(huán)境繼承性發(fā)育[15-16]。

東西伯利亞臺(tái)地在中生代整體抬升，而其邊緣地區(qū)則為坳陷階段和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段，因此位于北緣的葉涅賽-哈坦加盆地與位于東緣的勒拿-維柳伊盆地具有中生界較完整的沉積記錄。

葉涅賽-哈坦加盆地三疊系以海相粉砂巖沉積為主，次為鹽巖，下侏羅統(tǒng)海相沉積物粒度較細(xì)，多為粉砂巖和泥巖，局部有碳酸鹽巖發(fā)育，中侏羅統(tǒng)和上侏羅統(tǒng)海相沉積為砂巖、泥巖、粉砂巖。白堊系沉積環(huán)境為海相，由于新生界盆地隆起成為剝蝕區(qū)，導(dǎo)致上白堊統(tǒng)沉積遭受剝蝕。下白堊統(tǒng)為淺海環(huán)境，上白堊統(tǒng)為近濱海相沉積，沉積物為砂巖、泥巖和粉砂巖[16]。

圖2 俄羅斯北極地區(qū)主要巖性特征(據(jù)文獻(xiàn)[14-18]匯編)Fig.2 Main lithology elements in Russian Arctic area

勒拿-維柳伊盆地下三疊統(tǒng)沉積物為海相和陸相碎屑巖，碳酸鹽巖和火山巖很少見，中三疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)由海相粉砂巖、砂巖和泥巖構(gòu)成，與上覆侏羅系不整合接觸。侏羅系沉積物為粉砂巖、砂巖和泥巖，盆地中靠近東西伯利亞臺(tái)地一側(cè)以陸相沉積為主，該區(qū)域下侏羅統(tǒng)仍為海相，而東側(cè)的勒拿-維柳伊盆地積物以海相為主。白堊系以陸相碎屑沉積為主[18]，與下伏的侏羅系整合接觸，上覆第四系沉積。

中生界以砂巖、泥巖和粉砂巖為主，蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖、火山巖和鹽巖分布局限。砂巖在西烏拉爾-弗羅洛夫地區(qū)和勒拿-維柳伊盆地沉積厚度最大;而泥巖在東巴倫支海、西烏拉爾-弗羅洛夫地區(qū)和勒拿-維柳伊盆地沉積厚度最大;粉砂巖主要發(fā)育在中鄂畢河流域東部地區(qū)、勒拿-維柳伊盆地和葉涅賽-哈坦加盆地。研究表明，研究區(qū)發(fā)育的砂巖和泥巖均具有一定的厚度及規(guī)模，有成為良好儲(chǔ)層和蓋層的潛力。

2 中生代巖相古地理演化

通過閱讀前人研究結(jié)果，去粗取精，提取不同構(gòu)造單元不同時(shí)期的主要巖相古地理信息，對(duì)中生代包括三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、早白堊世、晚白堊世共4個(gè)時(shí)期的巖相古地理特征進(jìn)行了初步探究。

2.1 三疊紀(jì)巖相古地理分布特征

根據(jù)俄羅斯北極地區(qū)現(xiàn)今的地質(zhì)記錄和相關(guān)研究成果，編繪了俄羅斯北極三疊紀(jì)巖相古地理平面圖(圖3)，認(rèn)為研究區(qū)該時(shí)期以濱淺海相為主，巖性以火山巖+碎屑巖組合為主，砂巖+泥巖組合、礫巖+砂巖+泥巖組合以及砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積巖性組合次之，隆起剝蝕區(qū)主要分布在波羅的地盾(Ba)及其東側(cè)，以及新地島(NZ)—烏拉爾褶皺帶(Ur)一線和東西伯利亞臺(tái)地周緣構(gòu)造單元中。三疊紀(jì)時(shí)期，俄羅斯北極地區(qū)的巖相古地理特征如下:

圖3 俄羅斯北極地區(qū)三疊紀(jì)巖相古地理平面圖(據(jù)文獻(xiàn)[8-61]匯編)Fig.3 Map of Late Triassic lithofacies paleogeography in Russian Arctic area

波羅的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、莫斯科盆地(Mo)、北伏爾加-烏拉爾盆地(VU)、新地島(NZ)—烏拉爾褶皺帶(Ur)一線、阿納巴爾地塊(An)—阿納巴爾-歐勒奈克盆地(AO)—西維柳伊盆地(WV)—Predpatom盆地(P)—安加拉-葉尼塞盆地(AY)—阿爾丹地盾(A)及鄂霍茨克地塊(Ok)北部區(qū)域、楚科奇盆地(Ch)中部地區(qū)缺失地質(zhì)記錄，為隆起剝蝕區(qū)[19-34]。

西西伯利亞盆地為沖積相，沉積物以碎屑巖為主，而三疊紀(jì)的火山活動(dòng)使該地區(qū)常見火山巖，其北部的南喀拉海-亞馬爾盆地(SK)是以砂巖+泥巖為主的沖積相[35-38]。東西伯利亞地臺(tái)北部的葉涅賽-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿納巴爾盆地(LA)是以礫巖+砂巖+泥巖為主的濱海相沉積，中部的通古斯盆地(T)是以火山巖為主的沖積相[30-31]，此時(shí)的安加拉-葉尼塞盆地(AY)和Polulikhin向斜(PH)并非位于現(xiàn)今位置，而是兩個(gè)不相鄰的陸塊，因此拜基特盆地(B)與海相連通，是以砂巖+泥巖為主的濱海相沉積[39]。涅帕-鮑圖奧巴盆地(NB)是以礫巖+砂巖+泥巖為主的沖積相[30-31]。勒拿-維柳伊盆地(LV)沉積物為礫巖+砂巖+泥巖，北部為濱海相，南部為沖積相[30-31]。拉普捷夫海盆地(LS)砂巖+泥巖沉積淺海相而上揚(yáng)斯克褶皺帶(Ve)為砂巖+泥巖沉積的濱海相[9-10]。

泰梅爾-北地群島褶皺帶(TS)為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積濱海相沉積[40];喀拉海北部地臺(tái)(NK)為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積的淺海相沉積[35，38，41];葉爾馬克盆地(Ye)—法蘭士·約瑟夫高地(FJ)是以砂巖+泥巖為主的淺海相[42-43];巴倫支海包括東巴倫支海盆地(EB)、巴倫支海臺(tái)地(BP)和西巴倫支海盆地(WB)，是以砂巖+泥巖為主的濱海相，而西巴倫支海盆地的北部有小規(guī)模的砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積的濱海相沉積[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)為礫巖+砂巖+泥巖沉積為主的沖積相[49-52];新地島前淵(PN)為以碳酸鹽巖為主的濱海相[45，53-54]。

南森海盆(Na)為火山巖+碎屑巖的濱海相[7，11];東西伯利亞海盆(ES)是礫巖+砂巖+泥巖為主的濱海相[55-57];鄂霍茨克地塊(Ok)、南Anyui構(gòu)造帶(Au)、新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)以及羅蒙索諾夫海嶺(Lo)為火山巖+碎屑巖的淺海相沉積[8，11，30-34];楚科奇盆地(Ch)和普里莫爾斯基-奧洛伊盆地(PY)是砂巖+泥巖為主的淺海相[8，11，58-59];科累馬地塊(Ko)—奧莫隆地塊(Om)為礫巖+砂巖+泥巖為主的沖積相(圖3)[58-59]。

2.2 侏羅紀(jì)巖相古地理分布特征

根據(jù)俄羅斯北極地區(qū)現(xiàn)今的地質(zhì)記錄和相關(guān)研究成果，編繪了俄羅斯北極侏羅紀(jì)巖相古地理平面圖(圖4)，認(rèn)為研究區(qū)此時(shí)期以濱淺海區(qū)為主，巖性以砂巖+泥巖組合為主，次為火山巖+碎屑巖組合、礫巖+砂巖+泥巖組合以及砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積巖性組合，隆起剝蝕區(qū)在波羅的地盾(Ba)區(qū)域減少，東西伯利亞臺(tái)地隆起成為剝蝕區(qū)。侏羅紀(jì)時(shí)期，俄羅斯北極地區(qū)的巖相古地理特征如下:

波羅的地盾(Ba)、葉爾馬克盆地(Ye)—法蘭士·約瑟夫高地(FJ)、西巴倫支海盆地(WB)大部分地區(qū)、新地島(NZ)—烏拉爾褶皺帶(Ur)一線、東西伯利亞臺(tái)地中部及南部地區(qū)、阿爾丹地盾(A)、上揚(yáng)斯克褶皺帶(Ve)及鄂霍茨克地塊(Ok)北部區(qū)域、楚科奇盆地(Ch)中部地區(qū)缺失地質(zhì)記錄，為隆起剝蝕區(qū)[19-34，41-43，44-48]。

西西伯利亞盆地為砂巖+泥巖沉積，其北部的南喀拉海-亞馬爾盆地(SK)為濱海相，其余盆地為淺海相[35-38];東西伯利亞臺(tái)地北部的葉涅賽-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿納巴爾盆地(LA)為礫巖+砂巖+泥巖為主的淺海相[30-31，39];勒拿-維柳伊盆地(LV)沉積物為礫巖+砂巖+泥巖，北部為淺海相，南部為沖積相[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)是砂巖+泥巖為主的淺海相沉積[9-10]。

泰梅爾-北地群島褶皺帶(TS)為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積的濱海相沉積[40];喀拉海北部地臺(tái)(NK)為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積沉積的淺海相[35，38，41];巴倫支海包括東巴倫支海盆地(EB)、巴倫支海臺(tái)地(BP)均為砂巖+泥巖為主的濱海相，西巴倫支海盆地的北部有小規(guī)模的砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積沉積的濱海相[41，44-48]、砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積的淺海相沉積[35，38，41];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)沉積相為沖積相，巖性以礫巖+砂巖+泥巖為主，西緣有砂巖+泥巖組合沉積[49-52];梅津盆地(MB)和莫斯科盆地(Mo)與波羅的地盾(Ba)之間區(qū)域?yàn)樯皫r+泥巖為主的濱海相[19-25];莫斯科盆地(Mo)為砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)，東側(cè)的盆地有砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積沉積的濱海相和淺海相[26-27];北伏爾加-烏拉爾盆地(VU)為砂巖+泥巖湖泊相[28-29];新地島前淵(PN)為以砂巖+泥巖為主的沖積相[45，53-54]。

圖4 俄羅斯北極地區(qū)侏羅紀(jì)巖相古地理平面圖(據(jù)文獻(xiàn)[8-61]匯編)Fig.4 Map of Middle Jurassic lithofacies paleogeography of Russian Arctic area(圖例見圖3)

南森海盆(Na)為火山巖加碎屑巖的濱海相[8，11];東西伯利亞海盆(ES)以及楚科奇盆地(Ch)和普里莫爾斯基-奧洛伊盆地(PY)為砂巖+泥巖為主的淺海相[8，11，55-59];鄂霍茨克地塊(Ok)、南Anyui構(gòu)造帶(Au)為火山巖+碎屑巖的濱海相;新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)、科里亞克-堪察加半島褶皺帶(KK)和羅蒙索諾夫海嶺(Lo)為火山巖+碎屑巖沉積的淺海相[8，11，30-34];科累馬地塊(Ko)-奧莫隆地塊(Om)為礫巖+砂巖+泥巖為主的沖積相[58-59](圖4)。

2.3 早白堊世巖相古地理分布特征

據(jù)俄羅斯北極地區(qū)現(xiàn)今的地質(zhì)記錄和相關(guān)研究成果，編繪了俄羅斯北極早白堊世(125 Ma±)巖相古地理平面圖(圖5)，認(rèn)為研究區(qū)該時(shí)期濱淺海相仍占優(yōu)勢，而隆起剝蝕區(qū)面積較中侏羅世增加了1/3，以沉積巖巖性以砂巖+泥巖組合為主，次為火山巖+碎屑巖組合和礫巖+砂巖+泥巖組合，受新西伯利亞-楚科奇-阿拉斯加微板與鄂霍茨克地塊(Ok)北緣碰撞作用影響，南Anyui古大洋消失，南Anyui縫合線地帶形成，東西伯利亞海盆(ES)—鄂霍茨克地塊(Ok)及周緣隆起成為剝蝕區(qū)。早白堊世(125 Ma±)時(shí)期，俄羅斯北極地區(qū)的巖相古地理特征如下:

波羅的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、葉爾馬克盆地(Ye)—法蘭士·約瑟夫高地(FJ)、新地島(NZ)—烏拉爾褶皺帶(Ur)一線、東西伯利亞臺(tái)地中部及南部地區(qū)、阿爾丹地盾(A)、上揚(yáng)斯克褶皺帶(Ve)、普里莫爾斯基-奧洛伊盆地(PY)、南Anyui構(gòu)造帶(Au)、東西伯利亞海盆(ES)、鄂霍茨克地塊(Ok)、科累馬地塊(Ko)-奧莫隆地塊(Om)、楚科奇盆地(Ch)中部地區(qū)缺失地質(zhì)記錄，為隆起剝蝕區(qū)[7-11，19-34，41-43，55-59]。

圖5 俄羅斯北極地區(qū)早白堊世巖相古地理平面圖(據(jù)文獻(xiàn)[7-60]匯編)Fig.5 Map of Early Cretaceous lithofacies paleogeography of Russian Arcti areac(圖例見圖3)

西西伯利亞盆地為砂巖+泥巖沉積，其北部的南喀拉海-亞馬爾盆地(SK)為濱海區(qū)，其余盆地為淺海區(qū)[35-38];東西伯利亞臺(tái)地北部的葉涅賽-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿納巴爾盆地(LA)為礫巖+砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)[30-31，39];勒拿-維柳伊盆地(LV)是以礫巖+砂巖+泥巖為主的沖積相[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)為砂巖+泥巖為主的濱海區(qū)[9-10]。

泰梅爾-北地群島褶皺帶(TS)為砂巖+泥巖為主的湖泊區(qū)[40];喀拉海北部地臺(tái)(NK)為砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)，南部盆地為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖為主的淺海區(qū)[35，38，41];東巴倫支海盆地(EB)、巴倫支海臺(tái)地(BP)和西巴倫支海盆地(WB)大部分地區(qū)均為砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)，西巴倫支海盆地的北部有小規(guī)模的砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積濱海區(qū)[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)是砂巖+泥巖為主的沖積相[49-52];莫斯科盆地(Mo)為砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)，東側(cè)的盆地有砂巖+泥巖為主的沖積相和砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積淺海區(qū)[26-27];北伏爾加-烏拉爾盆地(VU)為砂巖+泥巖湖泊區(qū)[28-29];新地島前淵(PN)為以砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)[45，53-54]。

南森海盆(Na)為砂巖+泥巖為主的濱海區(qū);楚科奇盆地(Ch)為砂巖+泥巖為主的淺海區(qū)[8，11];新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)、科里亞克-堪察加半島褶皺帶(KK)和羅蒙索諾夫海嶺(Lo)為火山巖+碎屑巖的淺海區(qū)，新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)南部有小規(guī)模的以砂巖+泥巖沉積為主的淺海區(qū)和濱海區(qū)[8，11，30-34](圖5)。

2.4 晚白堊世巖相古地理分布特征

根據(jù)俄羅斯北極地區(qū)現(xiàn)今的地質(zhì)記錄和相關(guān)研究成果，編繪了俄羅斯北極晚白堊世巖相古地理平面圖(圖6)，認(rèn)為研究區(qū)此時(shí)期為隆起剝蝕區(qū)占優(yōu)勢、濱淺海區(qū)次之的沉積相特征，沉積巖巖性以砂巖+泥巖組合為主，火山巖+碎屑巖組合和礫巖+砂巖+泥巖組合次之。該時(shí)期亞美盆地開始形成，研究區(qū)北部的海域面積增加，水體加深，隆起剝蝕區(qū)在研究區(qū)西部的莫斯科盆地(Mo)和北伏爾加-烏拉爾盆地(VU)增加。晚白堊世時(shí)期，俄羅斯北極地區(qū)的巖相古地理特征如下:

波羅的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、莫斯科盆地(Mo)、葉爾馬克盆地(Ye)—法蘭士·約瑟夫高地(FJ)、新地島(NZ)—烏拉爾褶皺帶(Ur)一線、東西伯利亞臺(tái)地中部及南部地區(qū)、阿爾丹地盾(A)、勒拿-維柳伊盆地(LV)南部、上揚(yáng)斯克褶皺帶(Ve)、普里莫爾斯基-奧洛伊盆地(PY)、南Anyui構(gòu)造帶(Au)、東西伯利亞海盆(ES)西部、鄂霍茨克地塊(Ok)、科累馬地塊(Ko)—奧莫隆地塊(Om)、新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)、楚科奇盆地(Ch)中部地區(qū)缺失地質(zhì)記錄，為隆起剝蝕區(qū)[7-11，19-34，41-43，55-59]。

西西伯利亞盆地為砂巖+泥巖沉積，其北部的南喀拉海-亞馬爾盆地(SK)為濱海相，其余盆地為淺海相[35-38];東西伯利亞臺(tái)地北部的葉涅賽-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿納巴爾盆地(LA)為礫巖+砂巖+泥巖為主的濱海相沉積[30-31，39];勒拿-維柳伊盆地(LV)北部是以礫巖+砂巖+泥巖為主的沖積相，南部是隆起剝蝕區(qū)[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)為砂巖+泥巖為主的湖泊相沉積[9-10]。

泰梅爾-北地群島褶皺帶(TS)為砂巖+泥巖為主淺海相[40];喀拉海北部地臺(tái)(NK)為砂巖+泥巖為主的淺海相，南部盆地為砂巖+泥巖+碳酸鹽巖為主的淺海相[35，38，41];東巴倫支海盆地(EB)、巴倫支海臺(tái)地(BP)為砂巖+泥巖為主的濱海相，西巴倫支海盆地(WB)大部分地區(qū)為砂巖+泥巖為主的淺海相，西巴倫支海盆地的北部有小規(guī)模的砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積沉積的濱海相[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)以砂巖+泥巖為主的沖積相[49-52];莫斯科盆地(Mo)東側(cè)的盆地為淺海相沉積，北部以砂巖+泥巖為主，南部則以砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積沉積為主[26-27];新地島前淵(PN)是以砂巖+泥巖為主的沖積相[45，53-54]。

圖6 俄羅斯北極地區(qū)晚白堊世巖相古地理平面圖(據(jù)文獻(xiàn)[8-61]匯編)Fig.6 Map of Late Cretaceous lithofacies paleogeography of Russia Arctic area(圖例見圖3)

南森海盆(Na)為砂巖+泥巖為主的淺海相[8，11];東西伯利亞海盆(ES)為砂巖+泥巖為主的濱海相[55-57];楚科奇盆地(Ch)和羅蒙索諾夫海嶺(Lo)為砂巖+泥巖為主的淺海相[8，11-13];新西伯利亞-楚科奇褶皺帶(Ns-C)與科里亞克-堪察加半島褶皺帶(KK)之間區(qū)域?yàn)榛鹕綆r+碎屑巖沉積的淺海相，科里亞克-堪察加半島褶皺帶(KK)為火山巖+碎屑巖濱海相[8，11，30-34，];在這個(gè)時(shí)期馬卡羅夫盆地(Ma)和門捷列夫海嶺(ML)開始形成，它們是以泥巖沉積為主的半深?！詈Ｏ郲8，11，42，60-61](圖6)。

3 油氣組合特征及資源潛力分析

俄羅斯北極地區(qū)沉積物主要為北大西洋暖流攜帶的沉積物，以及注入北極地區(qū)海域的河流所攜帶的沉積物，且研究區(qū)較低的海水溫度有助于有機(jī)質(zhì)的保存[62-63]，因此沉積物有機(jī)質(zhì)含量較高、烴源巖較為富集，有必要對(duì)俄羅斯北極地區(qū)儲(chǔ)蓋組合的巖性特征進(jìn)行分析，基于研究結(jié)果預(yù)測有勘探潛力的區(qū)帶，為油氣勘探提供依據(jù)。

3.1 油氣組合特征

基于大量的文獻(xiàn)資料，筆者認(rèn)為俄羅斯北極地區(qū)中生界儲(chǔ)集層主要分布在侏羅系中，三疊系和白堊系中也有分布，但不如侏羅系儲(chǔ)層分布的廣泛，儲(chǔ)層巖性為砂巖;俄羅斯北極地區(qū)蓋層主要分布在上侏羅統(tǒng)和上白堊統(tǒng)中，而拉普捷夫海盆地的蓋層卻分布在古近系中，蓋層巖性以泥頁巖為主，次之為頁巖。不同盆地之間儲(chǔ)集層和蓋層分布的時(shí)期不同，巖性略有差異，本文選取了7個(gè)盆地進(jìn)行分析，主要特征如下:

(1)巴倫支海臺(tái)地主力烴源巖位于三疊系;主要儲(chǔ)層位于三疊系和下-中侏羅統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于上侏羅統(tǒng)，蓋層巖性為頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為三疊系的河流-三角洲相和下-中侏羅統(tǒng)的濱海相[45-47]。(2)蒂曼-伯朝拉盆地主力烴源巖位于上二疊統(tǒng);主要儲(chǔ)層位于三疊系，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于上白堊統(tǒng)，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為沖積扇和三角洲相[48-51]。(3)西伯利亞盆地主力烴源巖位于侏羅系和白堊系;主要儲(chǔ)層位于侏羅系和下白堊統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于上白堊統(tǒng)，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為淺海相[35-38]。(4)喀拉海北部臺(tái)地主力烴源巖位于白堊系;儲(chǔ)層位于白堊統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于下白堊統(tǒng)，上白堊統(tǒng)也有分布，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為淺海相[35，38，41]。(5)葉涅賽-哈坦加盆地主力烴源巖位于下侏羅統(tǒng);主要儲(chǔ)層位于上白堊統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性為砂巖;下白堊統(tǒng)有蓋層發(fā)育，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為淺海相[31-34]。(6)拉普捷夫海盆地主力烴源巖位于三疊系和下侏羅統(tǒng);主要儲(chǔ)層位于侏羅系，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于上白堊統(tǒng)和古近系，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為濱淺海相[9-10]。(7)東西伯利亞海盆地主力烴源巖位于三疊系;主要儲(chǔ)層位于上侏羅統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性為砂巖;主要蓋層位于下白堊統(tǒng)，蓋層巖性為泥頁巖，儲(chǔ)層的主要沉積相為淺海相[8，11](圖7)。

3.2 資源潛力分析

通過分析俄羅斯北極地區(qū)儲(chǔ)層和蓋層的巖性特征，認(rèn)為具有勘探開發(fā)潛力的油氣田分布在東巴倫支海、西西伯利亞盆地、喀拉海北部臺(tái)地、葉涅賽-哈坦加盆地拉普捷夫海盆地和東西伯利亞海盆地6個(gè)構(gòu)造單元中。蒂曼-伯朝拉盆地沉積物以陸源碎屑為主，雖然具有良好的儲(chǔ)層條件，但是白堊系泥巖分布較為局限，并不能作為有效的蓋層，不具有勘探開發(fā)潛力。

東巴倫支海臺(tái)地勘探潛力主要在侏羅系未鉆和部分勘探的反轉(zhuǎn)背斜上，烴源巖位于三疊系，主要的儲(chǔ)層位于三疊系和中-上侏羅統(tǒng)，蓋層位于下白堊統(tǒng)，海退時(shí)期形成的三角洲沉積體可成為勘探目標(biāo)區(qū)。但是由于構(gòu)造較為復(fù)雜，埋藏較深，勘探開發(fā)成本較高。

西西伯利亞盆地已發(fā)現(xiàn)了諸多油氣田，位于白堊系的上阿普特階至賽諾曼階波庫爾組是其主力層[64]。由于西西伯利亞盆地中部及南部勘探程度較高，而北部勘探較低，因此該盆地北部陸上及其海域地區(qū)可作為勘探開發(fā)的潛力地區(qū)，而白堊系的上阿普特階至賽諾曼階波庫爾組則是最為有潛力的層段。除此之外，侏羅系也具有較大的勘探潛力，而較大的埋藏深度使有機(jī)質(zhì)成熟度較高，可作為氣田的勘探目標(biāo)區(qū)，但是同時(shí)也會(huì)增加勘探開發(fā)的成本。

圖7 俄羅斯北極地區(qū)中生代油氣組合特征(據(jù)文獻(xiàn)[8-11，14-18，31-38，41，45-51]匯編)Fig.7 Petroleum characteristic in Mesozoic of Russia Arctic

喀拉海南部已發(fā)現(xiàn)了魯薩諾夫氣田和哈拉薩韋依兩個(gè)上白堊統(tǒng)油氣田，最重要的烴源巖為中白堊統(tǒng)含煤地層和侏羅系的海相頁巖，最主要的儲(chǔ)層為白堊系阿普特階-賽諾曼階砂巖，蓋層為全盆分布的上侏羅統(tǒng)巴熱諾夫組頁巖和土侖階-漸新統(tǒng)頁巖。南喀拉海侏羅系—下白堊統(tǒng)也具有含油氣潛力[65]，據(jù)此推測喀拉海北部臺(tái)地侏羅系也有勘探開發(fā)的潛力。

據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2009年8月公布的北極圈內(nèi)常規(guī)油氣的待發(fā)現(xiàn)資源量數(shù)據(jù)，俄羅斯的葉涅賽-哈坦加盆地待發(fā)現(xiàn)原油量是53億桶(7.26億t)[65]，位于俄羅斯境內(nèi)陸上的白堊系是勘探開發(fā)的目標(biāo)區(qū)。拉普捷夫海盆地也是較為有勘探潛力的區(qū)塊，勘探目標(biāo)可放在淺海陸架的侏羅系[1，65]。東西伯利亞海盆地三疊系和上侏羅統(tǒng)是較為有利的目標(biāo)區(qū)[8，11]。

4 結(jié)論

(1)俄羅斯北極地區(qū)中生代三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)以濱淺海相沉積為主，從侏羅紀(jì)開始隆起剝蝕區(qū)面積增加，晚白堊世時(shí)期隆起剝蝕區(qū)面積占優(yōu)勢。三疊紀(jì)，研究區(qū)以濱淺海區(qū)為主，隆起剝蝕區(qū)主要分布在波羅的地盾及其東側(cè)的構(gòu)造單元、新地島—烏拉爾褶皺帶一線和東西伯利亞臺(tái)地周緣的構(gòu)造單元中;侏羅紀(jì)，梅津盆地(MB)和莫斯科盆地(Mo)成為濱海區(qū)，東西伯利亞臺(tái)地隆起成為剝蝕區(qū);早白堊世，研究區(qū)濱淺海區(qū)沉積仍占優(yōu)勢，而隆起剝蝕區(qū)面積較侏羅紀(jì)增加了1/3，鄂霍茨克地塊—東西伯利亞海盆一線及周緣構(gòu)造單元隆起成為隆起剝蝕區(qū);晚白堊世，研究區(qū)此時(shí)期隆起剝蝕區(qū)占優(yōu)勢，濱淺海區(qū)次之，亞美盆地開始形成，新西伯利亞-楚科奇褶皺帶成為隆起剝蝕區(qū)。

(2)這種巖相古地理的變遷影響著研究區(qū)的巖性分布，俄羅斯北極地區(qū)中生代沉積物以砂巖+泥巖巖性組合分布最為廣泛。三疊紀(jì)沉積物以火山巖+碎屑巖組合為主，砂巖+泥巖組合、礫巖+砂巖+泥巖組合以及砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積巖性組合次之;侏羅紀(jì)，早白堊世和晚白堊世沉積物均以砂巖+泥巖組合為主，次之為火山巖+碎屑巖組合、礫巖+砂巖+泥巖組合;侏羅紀(jì)砂巖+泥巖+碳酸鹽巖混積巖性組合分布較為廣泛，而這種巖性組合在白堊紀(jì)分布呈減少趨勢，晚白堊世僅在科里亞克-堪察加半島褶皺帶有發(fā)育。

(3)上述巖相古地理的分布和巖性的分布特征影響著研究區(qū)油氣組合特征的分布。油氣資源主要集中分布在東巴倫支海、西西伯利亞盆地、喀拉海、葉涅賽-哈坦加盆地、拉普捷夫海盆地和東西伯利亞海盆地6個(gè)構(gòu)造單元中。氣田主要分布在東巴倫支海、喀拉海北部臺(tái)地、油氣田主要分布在西西伯利亞盆地。東巴倫支海侏羅系、西西伯利亞盆地北部海域的白堊系及喀拉海南部的白堊系和侏羅系、喀拉海北部的侏羅系均是重要的勘探目標(biāo)區(qū)。葉涅賽-哈坦加盆地、拉普捷夫海盆地和東西伯利亞海盆地是有勘探開發(fā)潛力的地區(qū)，侏羅系和白堊系是最有利的層系。

由此可見，對(duì)俄羅斯北極地區(qū)中生代巖相古地理特征的識(shí)別，能夠很好地揭示地層的巖性特征與沉積相分布，有利于把握油氣組合特征，再與現(xiàn)今的勘探成果相結(jié)合可以對(duì)資源潛力進(jìn)行分析，為石油勘探提供依據(jù)。

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