Оценка геокриологических условий Ямала в целях перспектив развития нефтегазовой отрасли

Оценка геокриологических условий Ямала в целях перспектив развития нефтегазовой отрасли

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ       

"ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Геологический факультет

Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

Оценка геокриологических условий Ямала в целях

перспектив развития нефтегазовой отрасли

Дипломная работа

Специальность 020304 Гидрогеология и инженерная геология

Специализация – Инженерная геология

Допущено к защите ГАК

Зав. кафедрой __________________ В.Л. Бочаров, д.г.-м.н. ____  _______ 2006 г.

Студент _______________________ С.Г. Карпенко

Руководитель ___________________ Ю.М. Зинюков, к.т.н.

Воронеж – 2006

Содержание:

Введение                                                                                                            3

Глава 1.  Физико-географический очерк                                                  4-9

Глава 2.  Геологическое строение района                                               10-46  

     2.1 Стратиграфия и литология                                                           10-26                                                              

2.2 Геоморфология                                                                                   27-39

2.3 Тектоника                                                                                           39-44                                                                                                           

2.4 Полезные ископаемые                                                                       45-46

Глава 3.  Гидрогеологические условия                                                     47-53

Глава 4.  Экономические предпосылки для оценки инженерно-геологических и геокриологических условий на

                 полуострове Ямал                                                                         54-61                                                                                   

4.1             Краткий обзор тенденций развития мировой энергетики         54-56

4.2 Ямало-Ненецкий автономный округ как полюс роста

национальной экономики                                                                  56-58                                                       

4.3    Прогноз развития нефтегазового сектора ЯНАО                        58-60                       

4.4       Роль исследований криолитозоны полуострова Ямал для

инфраструктурных проектов региона                                           60-61                                                                      

Глава 5. Оценка геокриологических условий Ямала в целях

перспектив развития нефтегазовой отрасли                            62-95                                    

     5.1  Характеристика криолитозоны Ямала                                          62-66      

     5.2 Глобальные климатические тенденции и прогноз развития

           криолитозоны района                                                                          66-78                                 

     5.3  Принципы районирования криолитозоны Ямала                          79-81

     5.4 Анализ негативных факторов эксплуатации нефтегазовых

          месторождений района                                                                        82-94

     5.5 Оценка геокриологических условий Ямала                                       94-95

    Заключение                                                                                                        96-97

    Литература                                                                                                         98-99

    Список графических приложений                                                                 100

Введение

Основу данной дипломной работы составили материалы производственной практики в ФГУП «ВСЕГИНГЕО» (Всероссийский Научно-Исследовательский Ин­ститут Гидрогеологии и Инженерной Геологии), где автор работал техником-геоло­гом в отделе региональной гидрогеологии и геокриологии с июня по сентябрь 2005 года.

Целью работы является оценка геокриологических условий полуострова Ямал с точки зрения планируемого в течение следующих 20-ти лет масштабного освоения углеводородных месторождений региона. По сути, в условиях развития многолетне­мерзлых толщ в инженерно-геологических изысканиях ведущее место занимает оценка и прогноз динамики развития криолитозоны, изучение специфики геокриоло­гических процессов.

Гидрогеологические, геокриологические и частично экологические исследова­ния на Ямале носят ярко выраженный практический характер. Освоение 26 газоконденсатных месторождений полуострова с общими разведанными запасами в 10,4 трлн. м3 природного газа приведет к необходимости соз­дания соответствующей инфраструктуры и увеличения количества людей, занятых преимущественно в нефтегазовой сфере. Повысится степень техногенного воздейст­вия на криолитозону, часто ведущего к ее деградации за счет изменений характера тепло- и массопереноса в горных породах. Следует учитывать также потенциальную вероятность крупных климатических изменений за счет глобального потепления, по­следствия которого по результатам компьютерного климатического моделирования ИГКЭ приведут к повышению в течение столетия среднегодовой температуры воз­духа на Ямале на 4-6˚C. Одновременное влияние обоих этих факторов за счет резкой интенсификации геокриологических процессов на полуострове  способно увеличить стоимость реализации масштабных проектов в нефтегазовой сфере. Поэтому логичным оказалось включение в текст данной диплом­ной работы раздела, посвященного прогнозу развития мировой энергетики в XXI веке и оценке спроса на основной ресурс полуострова – природный газ. Ведь, по оценкам аналитиков,  размер инвестиций в месторождения полуострова Ямал должен соста­вить порядка 200 млрд. долларов США.

Особую благодарность за активную помощь в подготовке работы автор хотел бы выразить сотрудникам ВСЕГИНГЕО Дубровину В.А. и Голицыну М.С., а также своему научному руководителю – Зинюкову Ю.М.

Глава 1. Физико-географический очерк

Географическое положение и орогидрография

Рис.1. Схема расположения полуострова Ямал и близлежащих территорий

Полуостров Ямал административно является частью Ямало-Ненецкого АО Тюменской области, географически полуостров расположен за Полярным кругом. Протяженность полуострова с юга на север от пос. Панаевский до мыса Скуратова составляет почти 670 км, а с запада на восток в средней, наиболее широкой его части – около 250 км. Естественной южной границей Ямала является широтный отрезок долины р. Оби, на востоке он ограничен Обской губой, на севере и западе – Карским морем и Байдарацкой губой. Эта огромная по площади территория, прости­рающаяся от лесотундры на юге до арктической тундры на севере, является одним из наиболее труднодоступных, малонаселенных и малоосвоенных районов Западной Сибири.

Полуостров Ямал – плоская, в разной степени расчлененная  низменная рав­нина, абсолютные отметки  которой изменяются от первых метров на побережьях Карского моря и Обской губы до 80-95 м в осевой части полуострова и 100-120 м в Приуральских его районах. На большей площади равнина более или менее четко террасирована. В орографическом отношении территория почти полностью нахо­дится в пределах Западно-Сибирской равнины. В целом для орографии Ямала ха­рактерно постепенное снижение высот от центральных их частей к периферии.

Наибольшая густота расчленения характерна для севера и запада Ямала. Здесь плоская в общем плане поверхность глубоко изрезана густой речной и моло­дой овражной сетью с резкими, почти каньонообразными формами. Глубина эро­зионного вреза на большей части территории водораздельных равнин составляет 30-50 м, а в пределах возвышенных участков наиболее древней равнины врез мес­тами достигает 50-70 м.

Реки Ямала относятся к бассейну Карского моря и его заливов – Байдарац­кой и Обской губ. Наиболее крупными реками, впадающими непосредственно в Карское море, являются реки Яхадыяха, Холеяха, Иондаяха. Сядоръяха, Пыякоя­яха, Пухучаяха, Тиутейяха, Харасавэй, Сёяха (Мутная), Мордыяха. Южнее, в Бай­дарацкую губу впадают реки Ясовейяха, Юрибей, Еркутаяха, Ензоръяха и Байда­рата. В Обскую губу текут реки Хабейяха, Тамбей, Сабеттаяха, Венуйеуо, Сёяха (Зеленая), Сабъяха, Нурмаяха, Салетаяха, Яхадыяха. На самом юге территория по­луострова Ямал прилегает к низовьям р. Обь. Здесь в нее впадают реки южного Ямала – Хадытаяха, Щучья, Харвута и другие.

Все реки типично равнинные. Для них характерны небольшие уклоны долин и скорости течения, значительная извилистость русел. Скорость течения изменя­ется от 0,5-0,6 м/сек в верховьях до 0,1-0,2 м/сек в нижнем течении. Перепады от­меток урезов колеблются в основном от 20-30 м в верховьях до 0 м в устьях рек, впадающих в море и заливы, и 2-3 м в устье притоков р. Оби. Большинство рек имеют широкие (до 10 км), корытообразные, плоские и заболоченные долины. Большая часть площади речных долин занята поймой.

Почти вся территория Ямала интенсивно заозерена, особенно южная поло­вина полуострова. Большинство озер имеют термокарстовое происхождение, мел­кие по размерам и глубине (до 2-4 м). Широко распространены старичные озера в поймах рек. Особую группу составляют крупные и крупнейшие (до 20-25 км в по­перечнике) озера с глубиной до 40-50м, образующие в южной половине Ямала “семейства” сближенных подобных водоемов (Нейто, Ямбуто, Тэтанто, Сохонто и др.), обнаруживающие определенную структурно-тектоническую приуроченность. В целом заозеренность площади междуречий на севере полуострова колеблется в пределах 1-5 (до 10%), на юге увеличивается до 20%. Заболоченность широко рас­пространена на всех плоских элементах рельефа Ямала, особенно интенсивна на поймах и лайдах. Обычны арктические минеральные и торфяно-минеральные бо­лота, на юге полуострова – плоско-бугристые комплексные.

Заозеренность территории полуострова неравномерна. Она в целом равна 10% и увеличивается с севера на юг, резко возрастая к югу от 71 параллели. Эта тенденция особенно четко проявляется в пределах водораздельных равнин. Субме­ридианальное увеличение общей заозеренности во многом обусловлено потепле­нием климата в южном направлении и более широким развитием современного термокарстового процесса, приводящего к образованию многочисленных озер. Кроме того, в распределении древних термокарстовых озер, образовавшихся в климатический оптимум голоцена, отмечается та же закономерность: их много в центральных и южных районах Ямала и мало на севере.

Климат

Изученный район отличается суровым климатом с продолжительной (до 9 месяцев) холодной зимой и прохладным летом. Среднегодовые температуры воз­духа по наблюдениям метеостанций Нового Порта и Мыса Каменного составляют –9,3º С и -10º С. Преобладающая основная температура наиболее холодных меся­цев (январь-февраль) -22º С (абсолютный минимум -57º С). Полярный день длится примерно 68 суток, а полярная ночь – 45 суток. Снег выпадает в конце сентября - октябре, а сходит  начале июня. Максимальная его мощность в понижениях рель­ефа достигает 4 м к концу апреля. Зимой наблюдаются полярные сияния, сопрово­ждаемые магнитными бурями. Летняя (середина июля – середина августа) дневная температура - 11-13º С (абсолютный максимум 30º С). Среднемноголетние значе­ния суммы выпавших осадков составляют 446 мм (Мыс Каменный) и 451 мм (Но­вый Порт). Весной и летом преобладают северные и северо-восточные ветры, а осенью и зимой – южные и юго-западные, со средней скоростью 5-10 м/сек, иногда скорость ветра превышает 25 м/сек. В формировании температурного режима полу­острова большое значение имеет открытость территории, способствующая как сво­бодному проникновению холодного арктического воздуха с севера, так и выносу прогретых воздушных масс с юга на север, что приводит к резким изменениям температуры в течение года и даже суток.

В тундровой зоне Ямала выделяются подзоны (с севера на юг): арктических тундр (к северу от 71°с.ш.), мохово-лишайниковых (типичных) тундр (к северу от р. Надуйяха) и кустарниковых тундр. 

Население

После присоединения Западной Сибири к России территория Ямало-Ненец­кого округа долгое время была краем почти безлюдным, в котором обитали лишь племена ненцев, селькупов, ханты. Они вели преимущественно кочевой образ жизни, занимались оленеводством и охотой. Русские в основном селились по бере­гам рек, строя казачьи и торговые фактории.

Ситуация кардинально изменилась в 50-х годах прошлого века, когда нача­лось освоение природных богатств автономного округа. Тогда произошло увеличе­ние численности населения, и изменился национальный состав округа. По данным Всесоюзной переписи населения 1939 года в округе проживало 45734 человека, в том числе 15348 кочевников. В Салехарде было 12720 жителей, тысяча домов и 27 улиц. Для сравнения - в 1932 году в Обдорске было 4800 жителей, 250 домов и 9 улиц. За последние десятилетия население округа выросло в несколько раз. Это связано с крупным хозяйственным строительством и освоением северных террито­рий. В Ямало-Ненецком автономном округе на 1 января 2005 года проживало не­многим более 500 тысяч человек, из них 48 процентов - женщины, 52 процента - мужчины. Средняя плотность населения 0,7 человек на 1 квадратный километр
(в Среднем по России – 8,7 человек на 1 квадратный километр).

Ямало-Ненецкий автономный округ – историческая родина малочисленных народов Крайнего Севера: ненцев, ханты, селькупов, манси. Доля аборигенного на­селения в общей численности населения округа составляет семь процентов (35 ты­сяч человек), кочевой образ жизни ведут более 13 тысяч человек (что составляет 40 процентов от всего аборигенного населения). Для поддержки коренных малочис­ленных народов Севера в автономном округе действуют специальные программы и предусматриваются средства в окружном бюджете.

Что касается непосредственно населения полуострова Ямал, оно сосредото­чено в поселках на берегу моря и состоит из русских, ненцев, ханты. Помимо при­брежных поселков Тамбей, Мордыяха, Марресале (полярная станция Марресале), Усть-Юрибей, имеются поселения в глубине полуострова – Таркосале (в верховьях Юрибея), Яроно (на р. Еркутаяха). Кроме того, в связи с поисками нефти и газа здесь развиваются поселки нефтеразведочных экспедиций (Тамбей, Харасавэй), а в районе подготавливаемого к разработке Бованенковского месторождения углево­дородов – вахтовый поселок Газпрома с причалами и подбазами на участке мыса Харасавэй. Грузы доставляются сюда морским транспортом через Архангельск, а также по Обской губе до пос. Сеяха на восточном берегу Ямала, откуда автозимни­ком до пос. Бованенковский. С юга (от ж.д. ст. Обская Сейда – Лабытнанги) к по­селкам Бованенковский и Харасавэй начата прокладка железной дороги.

Экономика района

Важнейшим для экономики как ЯНАО, так и полуострова Ямал, является неф­тегазовый комплекс. Большинство экономически активного населения полуострова занято в разработке уникальных газовых месторождений – Бованенковского, Хараса­вэйского, а также других месторождений как нефти и газа, так и газоконденсата. Од­ним из глобальных долгосрочных проектов является освоение газовых запасов полу­острова и шельфа Карского моря. Здесь открыты 11 газоносных и 15 нефтегазокон­денсатных месторождений. Потенциальные ресурсы с учетом газа на шельфе оцени­ваются в 50,5 трлн. кубометров, жидких углеводородов – более 5 млрд. тонн.

Еще одно крупнейшее начинание – создание на территории Полярного Урала нового центра горнорудной промышленности, обеспечивающего сырьем металлур­гию соседних регионов. Уже сегодня на Полярном Урале ведется разработка бога­тейших месторождений хрома, марганца, бокситов, золота. По оценкам специалистов, общая стоимость запасов горного сырья оценивается в 220 млрд. долларов.

Совместно с Сибирским научным аналитическим центром и РАО «Российские железные дороги» администрация ЯНАО сейчас работает над развитием сети желез­ных и автомобильных дорог и телекоммуникационных систем. Они должны связать арктический Ямал с крупными промышленными центрами Урала. Проект также пре­дусматривает развитие энергетики и нефтегазохимии на базе попутного нефтяного и низконапорного газа, запасы которого на полуострове огромны.

В целом, отрасли в экономике полуострова Ямал развиваются в тех же пропор­циях и с той же спецификой, что и в Ямало-Ненецком АО (рис.2). ТЭК резко преобладает в создании валового регионального продукта, поэтому власти ЯНАО по мере разработки богатых углеводородных ресурсов полуострова и шельфа Карского моря побуждают основных производителей диверсифицировать де­нежные потоки за счет промышленности более высоких переделов: переработка (главным образом нефтехимия, переработка попутных газов, заводов СПГ и т.д.), а также электроэнергетики, которая способна на местном газовом сырье быть более рентабельной и поставляться в перспективе на проектируемые предприятия Поляр­ного Урала.

Рис. 2. Структура валового регионального продукта ЯНАО.

Другими обещающими направлениями хозяйственной деятельности на изучае­мой территории являются рыболовство (Обская губа богата сиговыми породами рыбы) и оленеводство (в ЯНАО самое большое поголовье оленей – 600 тыс. голов, большая часть которого выпасается на полуострове Ямал).

Глава 2. Геологическое строение района

2.1  Стратиграфия и литология

Геологическое строение территории освещено по материалам глубокого нефтегазопоискового и колонкового структурно-картировочного бурения и геофизическим, преимущественно сейсмическим, данным. В геологическом строении территории принимают участие палеозойские, мезозойские и кайнозойские отложения. Палеозойские отложения  обнажаются или залегают на небольшой глубине лишь в Приуральской части территории, а в остальных районах Ямала они лежат преимущественно на глубинах в несколько сотен или тысяч метров. Мезозойские и раннекайнозойские образования также залегают на большей территории значительно ниже уровня моря. Территория к востоку от р. Щучья, весь средний и северный Ямал прикрыт сверху мощным чехлом четвертичных отложений. Здесь к настоящему времени известны лишь два выхода дочетвертичных пород: в верховьях р. Нурмаяха (средний Ямал) и на севере полуострова в долине р. Мурсояха.

Палеозойская эратема

В пределах Новопортовской площади минимальная глубина залегания кровли палеозойских пород – 2492 м, максимальная – 3430 м. Мощность вскрытых пород фундамента колеблется от 26 м  до 703 м. В центральной и восточной частях района по сейсмическим данным минимальная глубина залегания кровли доюрского фундамента – 5,3 км, максимальная – 11,0км.

Нижнепалеозойские образования представлены двумя толщами – верхнекембрийско-нижнеордовикской (низы тремадокского яруса) и нижнеордовикской (верхняя часть тремадокского и аренигский ярусы). Возраст первой принят условно, на основании постепенного перехода ее отложений в вышезалегающие образования второй толщи, для пород которой раннеордовикский (аренигский век) возраст фаунистически доказан. Отсутствие признаков структурного и стратиграфического несогласия между указанными толщами не позволяет относить отложения первой толщи к протерозою.

Кембрийская – ордовикская системы

Верхний отдел кембрия – нижний отдел ордовика (нижнетремадокского подъяруса) (Є3-O1t1). Отложения, отнесенные к данному возрасту, вскрыты скважинами. Глубина залегания кровли – 2510м – 2619м. Породы залегают в ядрах локальных положительных структур на Новопортовском антиклинории и в опущенном блоке к северу от него. В разрезе преобладают  глинисто-хлоритовые, хлорито-серицитовые сланцы. Встречаются карбонатсодержащие разности, иногда с фаунистическими остатками: водоросли Epiphytaceae, иглокожие, остракоды, спикулы губок, мшанки - раннепалеозойские. Вблизи локальных положительных структур в сланцевом разрезе появляются прослои песчаников и сланцев глинисто-алевритовых и глинисто-песчанистых. В целом вверх по разрезу существенно глинистый бескарбонатный разрез постепенно опесчанивается и обогащается карбонатным материалом. Более глубоководные фации сменяются шельфовыми. Цветовая гамма пород – темно-серая, зелено-серая, темно-зеленая.

К востоку от Новопортовского антиклинория верхнекембрийско-нижнеордовикские нерасчлененные отложения (Є3-О1) предположительно присутствуют в составе глинисто-сланцево-известняковой формации, более интенсивно дислоцированной на Ямбургском поднятии. Глубина их залегания > 10,3 км.

Ордовикская система

Нижний отдел, верхнетремадокский подъярус - аренигский ярус.

Яротинская толща (O1 jar) вскрыта многочисленными скважинами. Разрез представлен переслаиванием известняков и сланцев глинистых, серицит-глинистых, в разной степени известковистых. Цветовая гамма пород серо-зеленая, светло- и темно-серая, для пепловых туфов - оливково-зеленая. Известняки тонколинзовидно-полосчатые, грубополосчатые, содержат неопределимые остатки трилобитов, брахиопод, иглокожих. В сланцах определены конодонты Drepanodus оriginalis Serp., Oistodus pseudoramis Serp., Scolopodus sp., формы, характерные для аренингского яруса нижнего ордовика. Вскрытая мощность яротинской толщи около 150 м.

Ордовикская, силурийская, девонская системы

Средний ордовик (верхнекарадокский подъярус) – нижний девон (лохковский ярус) нерасчлененные (O2к2-D1l). Взаимоотношения с подстилающими и перекрывающими отложениями по скважинам не установлены. Предполагается несогласное залегание отложений этого возраста на подстилающих. Глубина залегания кровли отложений 2865 м  – 3207 м. Представлены они переслаиванием доломитов и известняков с преобладанием первых в верхах разреза, вторых - в нижней его части.

Известняки плотные, часто в разной степени доломитизированные, серые, темно-серые, некоторые разности имеют коричневатый оттенок (битуминозные или фосфоритсодержащие). Структура пелитоморфная средне- и крупнозернистая; текстура массивная с элементами слоистости под углом от 30 до 70-80о к горизонту, реже обломочная.

Доломиты серые, темно-серые, черные, иногда серые с коричневатым оттенком, среднезернистые, рассланцованные под углом до 70о к горизонту. Породы разбиты многочисленными трещинами, выполненными кальцитом. Монотонность карбонатного разреза нарушается присутствием покрова афировых базальтов. Базальты калиево-натриевые, низкоглиноземистые с преобладанием закисного железа. Их характерная особенность – повышенные содержания фосфора и марганца. Химический состав (в %) SiO2 – 49,34; CaO – 8,65; MgO – 7,47; FeO – 5,36; Fe2O3 – 2,73; Al2O3 – 13,33; TiO2 – 0,73; MnO – 1,10; P2O5 – 0,89; Na2O – 1,95; K2O – 1,09; SO3 – 0,14. Общая мощность этих образований превышает 800 м.

В развитии бассейна осадконакопления этого возраста намечается рост солености, о чем свидетельствует присутствие доломитов и увеличение их количества вверх по разрезу.

Девонская система

Среди девонских отложений выделены породы нижнего, среднего и верхнего отделов. Их выходы известны к северу от большой петли р. Щучья, в районе Вылкато, по р. Щучья, Ензоръяха и др.

Нижне- и среднедевонские отложения, выделяемые в лаборовскую свиту и широко развитые в северной части бассейна р. Щучья, представлены мощной толщей известняков светло-серых и светло-коричневых, слабобитуминозных, рифовых или органогенно-обломочных. На юге Щучьинского синклинория известняки лаборовской свиты замещаются вулканогенными породами, среди которых преобладают пироксен-плагиоклазовые порфириты и их туфы с известняками.

Средне- и верхнедевонские отложения распространены в северной части бассейна р. Щучья; они также обнажаются в долине р. Ензоръяха. Они объединяются в наупейскую свиту, которая с резким несогласием залегает на отложениях лаборовской свиты и сложена полимиктовыми граувакковыми конгломератами, гравелитами, песчаниками, кремнистыми и глинистыми сланцами с маломощными прослоями известняков, имеющих незначительное распространение. Местами встречаются эффузивы основного состава и их туфы. Среди этих пород выделяют отложения верхнеживетского, франкского и фаменского ярусов, мощность каждого из которых достигает нескольких сотен метров.

Каменноугольная система

Выходы каменноугольных отложений известны в районе среднего течения р. Сибилейсе и по его притоку Алавка. Эти породы выделены в сибилейскую свиту. Нижняя часть ее разреза представлена серыми массивными известняками турнейского яруса мощностью до нескольких десятков метров и плитчатыми серыми и темно-серыми известняками визейского яруса. Верхняя часть разреза свиты представлена нижне- и среднекаменноугольными отложениями. Низы толщи сложены конгломератами, песчаниками, гравелитами, глинистыми и известковыми сланцами, мергелями и известниками с фауной нижнего намюра. Общая мощность их до 200 м. Верхняя часть толщи представлена песчано-глинистыми отложениями с прослоями известняков-ракушечников. Мощность этих отложений несколько сотен метров. В восточном направлении палеозойские породы резко погружаются и перекрыты мощной толщей мезозойско-кайнозойских образований.

Мезозойская эратема

В пределах изученной территории породы мезозоя вскрыты скважинами в Лаборовской котловине, по профилю Щучье-Салета, в пределах Новопортовского, Среднеямальского, Арктического и других месторождений. Мезозойские отложения представлены триасовыми, юрскими и меловыми породами.

Триасовая система

Триасовые отложения вскрыты скважинами на юго-западе территории, в Лаборовской котловине. Нижняя часть их разреза – глинисто-песчаная – представлена чередованием глин, мергелей, песчаников и алевролитов. Средняя – песчаная – сложена алевритовыми и песчаными породами, содержащими прослои карбонатных глин, мергелей и сидеритов. Верхняя часть толщи – песчано-глинистая – состоит из глин, мергелей и песчаников, переслаивающихся с каолинизированными песчаниками и алевролитами. Вскрытая мощность триасовых отложений достигает 270 м. На остальной территории Ямала триасовые отложения залегают на глубине нескольких сотен или тысяч метров и изучены слабо.

Юрская система

Юрские отложения вскрыты скважинами профиля Салехард-Яр-Сале в самых южных районах изученной территории на глубинах более 700 м. В пределах Щучьинского полусвода они отсутствуют. В более северных районах они вскрыты рядом скважин на глубинах более 1000 м.

В крайней южной части изученной территории разрез юрских отложений начинается прибрежными отложениями среднего и низов верхнего отдела юры, представленными песками, песчаниками, переслаивающимися с глинами и алевролитами. Выше согласно залегает мощная толща морских верхнеюрских отложений, среди которых резко преобладают плотные глины с прослоями алевролитов, аргиллитов и песчаных пород. В центральных и северных районах Ямала юрские отложения пока изучены очень слабо. Мощность юрских отложений изменяется от 200-300 м на самом юго-западе изученной территории до 2000 м в наиболее погруженной части Нейтинского мегапрогиба на среднем Ямале, где, по-видимому, они представлены отложениями всех трех отделов системы.

Меловая система

Меловые отложения вскрыты многими скважинами на юге полуострова и в его центральной части (Арктическое, Среднеямальское, Бованенковское месторождения). В большинстве районов они согласно залегают на юрских отложениях и лишь в пределах Щучьинского полусвода с размывом ложатся на кору выветривания или палеозойские образования фундамента. Кровля этих отложений вскрывается на глубинах 300-400 м и более. По литологическому составу пород и фаунистическому комплексу меловые отложения изученной территории выделены в особый Ямальский тип разреза и представлены образованиями обоих отделов меловой системы.

Нижняя часть разреза меловых отложений (валанжинский и готеривский яруса) представлена морскими породами, среди которых преобладают глинистые разности с пачками песчано-алевритовых пород. Наиболее опесчанен разрез в районе Щучьинского полусвода. Выше по разрезу залегают песчано-алевритовые породы барремского и аптского ярусов, содержащие прослои карбонатных и глинистых пород мощностью до 4-5 м. В восточных районах территории, судя по данным Новопортовской скважины, разрез представлен более глинистыми осадками. Мощность описанных отложений 200-300 м. Нижняя часть разреза залегающих выше отложений альбского яруса представлена морскими глинами зеленовато-серого цвета с очень маломощными прослоями песков, которые выше по разрезу сменяются переслаиванием алевролитовых и глинистых пород, причем в разрезе преобладают первые. Мощность каждой из этих пачек составляет 50-60 м. Все отложения нижнего мела охарактеризованы фауной, за исключением отложений баррема и апта, которые выделены по положению их в разрезе.

Низы разреза верхнемеловых отложений (сеноман) на юге Ямала представлены переслаиванием песчаных, алевролитовых и глинистых пород с редкими прослоями известняков. В песчаных прослоях наблюдаются скопления обугленного растительного детрита и тонкие пропластки угля. Мощность сеноманских отложений колеблется от 30-100 м в западной части юга Ямала, до 300 м на востоке.

Вверх по разрезу эти отложения сменяются мощной (первые сотни метров) толщей турон-кампанских опоковидных плотных глин серого и темно-серого цветов с прослоями алевролитов и песчаников. Завершают разрез верхнего мела отложения маастрихского и датского ярусов, сложенные алевритистыми глинами, переслаивающимися с глинистыми алевролитами, содержащими подчиненные прослои алевролитов, песчаников и конкреции глинистых сидеритов.

Кайнозойская система

Кайнозойские отложения в пределах изученной территории развиты очень широко. Они представлены палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными отложениями. Последние сплошным и мощным чехлом покрывают всю территорию и слагают различные по возрасту и генезису геоморфологические уровни.

Палеогеновая система

Выходы палеогена на дневную поверхность закартированы в береговых отложениях на р. Нурмаяха (Центральный Ямал) и на р. Мурсояха (Северный Ямал). Они также вскрыты скважиной в пос. Новый Порт в интервале 146-221 м, скважинами профиля Салехард – Яр-Сале восточнее Салемала, а также разведочными скважинами в пределах газовых месторождений.

Отложения палеоцена представлены прибрежно-морскими фациями. Для них характерно переслаивание алевритов, алевритистых глин и песков, содержащих растительный детрит и маломощные прослои бурых углей. Мощность их достигает 100 м. На крайнем юго-востоке Ямала палеоценовые отложения представлены плотными темно-серыми опоковидными глинами с прослоями алевритов. Мощность их составляет 54-89 м.

Характер распространения эоценовых отложений изучен слабо. На геологической карте они показаны на значительной территории Северного и Среднего Ямала. В восточных районах полуострова они представлены темно-серыми опоковидными глинами, переходящими вверх по разрезу в опоки серого цвета. Они вскрыты скважиной в пос. Новый Порт в интервале минус 146-214 м.

Достоверно установленных олигоценовых, миоценовых и плиоценовых отложений в пределах  полуострова Ямал пока не известно.

Четвертичная система

Четвертичные отложения чрезвычайно широко распространены на полуострове Ямал, покрывая сплошным чехлом всю его территорию. Мощность их колеблется от первых десятков метров в Приуральской части территории до 250-300 м в юго-восточных районах полуострова, о чем свидетельствуют материалы бурового профиля Щучье – Салета. Аналогичные мощности четвертичных отложений (порядка 250-300 м) следует ожидать и в пределах Байдарацкого прогиба в центральных районах Ямала. Несколько меньшие мощности этих отложений развиты в районах положительных новейших структур.

Четверичные отложения представлены главным образом глинистыми, суглинистыми и песчаными разностями морского генезиса, большая часть разреза которых выделена в ямальскую серию и казанцевскую свиту. Более молодые морские отложения слагают серию верхнеплейстоценовых – голоценовых морских террас западного и северного Ямала. Вдоль восточного побережья полуострова нами выделены одновозрастные с ними лагунно-морские образования, формирование которых происходило в более опресненной по сравнению с нормальным морским режимом западных и северных районов Ямала среде пра-Обской губы.

Морской генезис этих средне-, верхнеплейстоценовых и голоценовых толщ подтвержден многочисленными находками макро- и микрофауны в самых разных районах Ямала, начиная от его южных границ и кончая северной оконечностью.

В Приуральской части территории четко выделяется комплекс верхнеплейстоценовых (зырянских) ледниковых и водно-ледниковых образований, залегающих непосредственно на палеозойских отложениях или на отложениях ямальской серии и казанцевской свиты. Разрезы такого строения широко развиты и в большой петле долины р. Щучья. В низовьях же этой реки и в долине р. Хадытаяха достаточно большие площади занимают позднечетвертичные аллювиальные отложения. На остальной территории Ямала они занимают относительно небольшие площади; там, в основном развиты голоценовые аллювиальные образования. Верхнеплейстоценовые и голоценовые озерные отложения также выделены и в районах крупных озер Ямала.

Нижне- и среднеплейстоценовые отложения

Отложения нижне- и среднеплейстоценового возраста, выделенные в ямальскую серию,  широко развиты в пределах полуострова Ямал. Их мощность достигает 200-300 м. Литологические особенности толщи, закономерности фациальной изменчивости по разрезу позволили расчленить эти осадки в пределах крайне южных и юго-западных районов описываемой территории на три свиты: полуйскую, соответствующую первым этапам трансгрессии, казымскую и салехардскую, отвечающую максимальному этапу развития морской трансгрессии в среднеплейстоценовое время.

Отложения полуйской свиты (m, gmQI) вскрыты скважинами профиля Салехард – Яр-Сале. Они залегают на дочетвертичных породах; подошва их фиксируется на отметках 200-250 м.

Рассматриваемые отложения представлены в основном супесчано-суглинистыми породами, содержащими включения гравийно-галечникового и валунного материала, что придает им мореноподобный облик. Песчаный материал играет подчиненную роль. Все эти породы переслаиваются в разрезе и в большинстве случаев связаны между собой постепенными переходами. Мощность 50-60 м. Анализ структурно-текстурных особенностей толщ и условий их залегания позволяют отнести эти отложения к морским и ледниково-морским образованиям.

Отложения казымской свиты (mQII) также достоверно выделены лишь в юго-западных и самых южных  районах Ямала. Кровля отложений этой свиты, которая согласно залегает на образованиях полуйской свиты, в районе г. Салехарда находится на отметках -50-70 м, а мощность их достигает 30-60 м.

Отложения казымской свиты представлены в основном супесчано-суглинистыми отложениями. Для них характерна очень хорошая отсортированность осадков, наличие тонкой, очень хорошо выраженной слоистости и увеличение глинистости разрезов в восточном направлении. Эти отложения формировались в морском бассейне глубиной 150-200 м, соленость которого была близка к нормальной, а температура воды была выше, чем в современном Карском море.

Отложения верхней части разреза ямальской серии обнажаются в многочисленных естественных разрезах в разных районах полуострова Ямал. Они соответствуют салехардской свите и отвечают максимальной стадии  трансгрессии Ямальского бассейна.

Отложения салехардской свиты (m, gmQII2-4) широко развиты в пределах полуострова Ямал. На юге его они залегают ниже уровня моря и вскрыты скважинами профиля Щучье – Салета и профиля Салехард – Яр-Сале. В более северных районах южного Ямала они выходят на дневную поверхность, поднимаясь на отметки 80-95 м. В пределах среднего Ямала они слагают водораздельные равнины по левобережью р. Юрибей, а на правобережье ее занимают центральные участки возвышенности Хой, протягиваясь отсюда довольно широкой полосой северо-западного простирания вдоль всего правобережья бассейна р. Юрибей к западному берегу Ямала (район пос. Марресале). От широты группы озер Нейто среднеплейстоценовые отложения тянутся широкой полосой на север до верховьев р. Тамбей, где занимают всю центральную часть Ямала.

Свита представлена сложным переславанием глинистых, суглинистых и песчаных разностей с преобладанием суглинистых и глинистых тонкослоистых в средней и нижней частях разреза; верхняя же его часть местами сильно опесчанена. Общая мощность трех свит 180-200 м, иногда более.

Верхнеплейстоценовые отложения

Верхнеплейстоценовые отложения имеют очень широкое распространение на полуострове Ямал. Они слагают обширные равнины и террасы, расположенные как в центральных районах полуострова, так и особенно широко – в его периферийных западных, северных и восточных районах. В генетическом отношении среди них выделяются разнообразные типы отложений: морские, лагунно-морские, озерные, аллювиальные, ледниковые и водно-ледниковые.

Казанцевская свита (mQIII1). Морские отложения казанцевской свиты широко развиты в пределах Ямала, где формируют достаточно хорошо выраженную террасовидную равнину с абсолютными отметками 45-65 м. Они также вскрываются по долинам многих рек Ямала в их среднем и нижнем течении под более молодыми отложениями.

Кровля отложений казанцевской свиты залегает главным образом на абсолютных отметках 45-60 м, лишь местами поднимаясь несколько выше. Подошва отложений этой свиты на юге Ямала, судя по материалам бурового профиля Щучье - Салета, залегает местами на отметках 30-40 м. В пределах центральных и северных районов Ямала она обнажается близ уровня моря (например, севернее пос. Марресале) или залегает несколько ниже его. Общая мощность отложений казанцевской свиты составляет 50-60 м, достигая в ряде районов (юго-восток полуострова) 70-80 м.

Отложения казанцевской свиты во многих районах с размывом ложатся на породы салехардской свиты. В южных районах полуострова, где подошва отложений казанцевской свиты залегает на абсолютных отметках –30-40 м, наблюдается постепенный переход между описываемыми отложениями и подстилающими их образованиями. Вполне вероятно, что эти низменные в то время районы не осушались перед казанцевской трансгрессией, и вследствие этого мы имеем здесь непрерывный разрез пород салехардской  и казанцевской свит.

Отложения казанцевской свиты представлены слоистыми толщами, сложенными песками, супесями, суглинками и глинами, содержащими существенную примесь растительных остатков. По литологическому признаку ее подразделяют на три пачки (нижнюю – алевритовую, среднюю – песчано-алевритовую и верхнюю – песчаную), имеющих региональное распространение. Однако детальный анализ материалов об отложениях этой свиты, привел к выводу [13], что в толще отложений казанцевской свиты, обнажающейся выше современного эрозионного вреза, достаточно четко выделяются две регионально выдержанные пачки: нижняя – супесчано-суглинистая, являющаяся относительно глубоководной фацией свиты, и верхняя – преимущественно песчаная.

Нижняя супесчано-суглинистая пачка прослежена от самых южных районов Ямала до северных (бассейны рек Харасавэй, Сядоръяха, Иондаяха, Венуйеуо и др.) Кровля этой пачки в большинстве районов прослеживается на абс. отметках 30-35 м, хотя в ряде мест она поднимается до 40-45 м. Отложения этой пачки представлены слоистыми супесчано-суглинистыми толщами, в которых преобладают пылеватые суглинки. Наиболее тяжелые по составу разрезы отмечаются в западных районах Ямала. Слоистость пород обычно горизонтальная. Местами толщи содержат растительные остатки. Видимая мощность этих пород составляет 15-20 м.

Верхняя часть разреза отложений казанцевской свиты сложена преимущественно песками мелкими и пылеватыми, горизонтально-, косо-  или плойчатослоистыми, часто содержащими растительные остатки. Мощность песчаной пачки измеряется от 5-6 до 20-25 м; наибольшая мощность ее характерна для районов с большими абсолютными отметками. Палинологические материалы (доказывающие наличие северо-таежных лесов в этот этап), а также анализ фаунистических остатков моллюсков свидетельствуют о межледниковых условиях казанцевского времени и более благоприятном, чем сейчас в Обской губе, температурном режиме казанцевского моря (образец древесины показал по радиоуглероду 55000 лет).

Ледниковые и водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения зырянского оледенения (g,fQIII2) распространены только в Приуральской части территории, где слагают ледниковые и водно-ледниковые аккумулятивные равнины с абсолютными отметками от 60-70 до 100-120 м.

Наиболее характерные разрезы рассматриваемых отложений описаны в обнажениях по р. Щучья. Как правило, они представлены толщей гравийно-галечниковых образований с валунами и песчаным крупнозернистым заполнителем видимой мощностью 9 м. Обломочный материал по всей толще не дифференцирован, имеет плохую и среднюю окатанность. Гравий и галька часто разбиты на остроугольную щебенку. Вниз по разрезу состав заполнителя меняется на супесчано-суглинистый и глинистый. Нижняя часть толщи сложена суглинком темно-серого цвета с большим количеством гравия, гальки и мелких валунов.

Описанные ледниковые и водно-ледниковые отложения залегают несогласно на палеозойских породах в районах их высокого залегания, а также на отложениях салехардской и казанцевской свит.  Видимая их мощность в обнажениях достигает 10-12 м. Максимальная мощность их может составить 40-70 м (в пределах Большого Сопкая).  

Морские отложения третьей террасы (mQIII2-3) имеют широкое распространение в пределах западного и северного Ямала, где слагают хорошо выраженную в рельефе террасу с абсолютными отметками 22-35 м, ширина которой местами достигает 100 км. Они повсеместно с размывом ложатся на осадки казанцевской свиты. Кровля их обычно не поднимается выше 35 м над уровнем моря, подошва вскрывается в тыловых частях террасы на отметках 20-25, а близ берега моря – несколько ниже его уровня. Максимальная мощность их составляет 15-25 м, в тыловых частях террасы она существенно уменьшается.

Отложения третьей морской террасы  представлены песками, супесями, суглинками и глинами, часто переслаивающимися в разрезе. Анализ имеющихся материалов показывает, что с юга на север отмечается общее повышение дисперсности рассматриваемых отложений. Песок обычно пылеватый или мелкий, довольно интенсивно оторфованный, с тонкой горизонтальной и косой слоистостью. В более северных районах, тяготеющих к бассейну р. Юрибей, наиболее типичный разрез отложений террасы представлен переслаиванием супесей, суглинков и песков пылеватых с преобладанием первых.

Лагунно-морские отложения третьей террасы (mlQIII2-3) развиты вдоль всего восточного побережья Ямала. Они слагают здесь террасовидную поверхность с абсолютными отметками 25-35 м. На севере Ямала лагунно-морские отложения распространены вплоть до районов, расположенных несколько севернее широты устья р. Тамбей, где в то время проливы соединяли пра-Обский бассейн с открытым морем. Западный из этих проливов очень четко выражен в современном рельефе. К югу эти отложения тянутся полосой до 20 км в ширину до широты фактории Яптик-Сале.

Лагунно-морские отложения с размывом залегают на породах казанцевской свиты; реже они подстилаются образованиями салехардской свиты. В основании толщи лагунно-морских осадков часто можно проследить базальный горизонт мощностью до 0,5 м, выполненный разнозернистыми песками с гравием и мелкой галькой. Он прослежен в пределах северного Ямала в бассейне р. Тирвыяха, в верховье р. Яходыяха, описан в береговых отложениях по р. Венуйеуо, р. Юрибей и др.

Лагунно-морские отложения представлены довольно разнообразными литологическими типами пород: песками, супесями, суглинками и изредка глинами. В разрезах северного и среднего Ямала среди отложений третьей лагунно-морской террасы преобладают мелкие и пылеватые пески, среди которых изредка встречаются маломощные прослои супесей и суглинков. Пески имеют горизонтальную, наклонную или плойчатую слоистость; они обычно насыщены рассеянной органикой, которая иногда встречается в виде тонких прослоев и линз. Мощность лагунно-морских отложений третьей террасы в пределах полуострова Ямал не превышает 20 м, составляя в большинстве районов 10-15 м. Лишь в тыловых частях террасы она снижается до 8-10 м, а местами и до 5-6 м.

Верхнеплейстоценовые-голоценовые отложения

Среди верхнеплейстоценовых-голоценовых отложений выделяются морские, лагунно-морские, озерные и аллювиальные отложения. Морские отложения первой террасы (mQIII-IV) имеют неширокое, фрагментарное распространение в пределах западного и северного Ямала.

Первая морская терраса в большинстве районов ее развития имеет аккумулятивный характер. В ее разрезе обычно можно выделить две пачки, достаточно выдержанные по простиранию. Верхняя из них сложена песками мелкими и пылеватыми с невыдержанными прослоями супесчаного материала. Она имеет мощность 2,5-3 м. Нижняя, суглинистая часть разреза, связанная постепенным переходом с верхней, более выдержана по площади; ее мощность составляет 6-8 м. Она образовалась в более глубоководной среде в период наивысшего уровня морского бассейна в конце саранского - начала голоценового времени. Их мощность не превышает 15 м.

Лагунно-морские отложения первой террасы (mlQIII-IV) развиты по восточному побережью Ямальского полуострова. На севере несколько севернее пос. Тамбей они фациально замещаются одновозрастными морскими отложениями, а на юге Ямала лагунно-морские осадки по простиранию замещаются аллювиальными отложениями первой надпойменной террасы. Граница между ними условная и проведена там, где, с одной стороны, воздействие на их формирование открытого арктического моря (на севере Ямала) и сравнительно быстро текущих вод речных систем, с другой.

По литологическому составу эти отложения аналогичны осадкам второй лагунно-морской террасы и довольно сильно отличаются от одновозрастных морских отложений западного побережья Ямала. Представлены они песками мелкими и пылеватыми, очень редко  среднезернистыми, достаточно выдержанными по простиранию. Пески слоистые. Слоистость их четкая, горизонтальная и волнистая. Иногда в песках наблюдаются маломощные прослои супесчаного материала. Подошва этих отложений залегает ниже уровня моря. Максимальная их мощность в большинстве районов составляет 10-15 м.

Озерные отложения первой террасы (lQIII-IV) распространены по всей территории и прослеживаются в основном в прибрежных зонах наиболее крупных озерных бассейнов. Кроме того, они распространены на большой площади в пределах Лаборовской впадины. Они представлены обычно пылеватыми слоистыми песками, супесями, суглинками и глинами, обычно содержащими значительную примесь органики. В верхней части они перекрыты иногда торфом.

В районе Лаборовской мульды толща озерных отложений первой террасы имеет двучленное строение. Сверху разрез сложен мелкими и пылеватыми песками с прослоями супеси. Пески подстилаются горизонтально-слоистыми суглинками с тонкими прослоями песчаного материала. В сухом состоянии они образуют плитчатую отдельность. На контакте песчаных и суглинистых отложений местами прослеживается поверхность размыва. Поверхность размыва не является в данном случае границей различных стратиграфических горизонтов, а выделяет пачки, соответствующие отдельным стадиям формирования одного стратиграфического горизонта.

Страницы: 1, 2, 3, 4