俄罗斯北极地区中生代岩相古地理特征及油气资源潜力分析

刘恩然，辛仁臣，何虎庄

(1.中国地质调查局油气资源调查中心，北京100029;2.中国地质大学海洋学院，北京100083;3.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000)

俄罗斯北极地区蕴藏着丰富的石油、天然气资源，且具有较便利运输条件[1-2]。由于俄罗斯缺少油气勘探开发的资金和劳动力，俄罗斯北极大陆架油气资源勘探开发势必寻求对外合作，而我国是能源消耗大国，快速增长的油气需求迫使我们开拓海外市场[3]。中俄两国友好的战略伙伴协作关系，为中俄两国在北极地区的油气资源合作奠定了良好的前景。在合适的环境条件下，可以采取共同开发的方案，开展俄罗斯北极地区石油勘探与开发，以满足我国的能源需求[4]。

俄罗斯北极地区含油气盆地地质构造演化历史复杂，总体勘探、研究程度较低，尽管不断有新成果发表，但不够系统。本文及文献[5]通过对俄罗斯北极地区岩相古地理的研究，可以为俄罗斯北极地区进行石油勘探区带优选提供依据。

1 地质区域概况

1.1 研究区范围

通常北极地区是指北纬66°33'以北的区域[3，6]，包括北冰洋及周缘盆地。北冰洋以罗蒙诺索夫海岭为界分为美亚盆地和欧亚盆地。欧亚洋盆与北大西洋盆相接。阿尔法-门捷列夫海岭将美亚盆地分隔为加拿大盆地和马卡罗夫盆地。加科尔脊是北冰洋的现代扩张中心[7]，发育在欧亚海盆内，将欧亚洋盆分隔为南森海盆和阿蒙森海盆。

本文讨论的俄罗斯北极地区大部分位于北纬60°以北地区，东至楚科奇海，西至巴伦支海。地质构造单元包括:波罗的地盾、莫斯科盆地、梅津盆地、蒂曼-伯朝拉盆地、北伏尔加-乌拉尔盆地、巴伦支海台地、新地岛褶皱带、乌拉尔褶皱带、喀拉海北部台地、西西伯利亚盆地、东西伯利亚台地、泰梅尔-北地群岛褶皱带、上扬斯克褶皱带、鄂霍茨克地块、科累马-奥莫隆地块、南Anyui构造带，东西伯利亚海盆、南森海盆、阿蒙森海盆、罗蒙诺索夫海岭、马卡罗夫海盆和门捷列夫海岭、楚科奇盆地和新西伯利亚-楚科奇褶皱带等(图1)。

1.2 俄罗斯北极地区主要地质特征

图1 俄罗斯北极地区主要地质构造和地貌要素(据Vernikovsky等[8]修改)Fig.1 Main tectonic and geomorphologic elements in Russian Arctic area

俄罗斯北极地区主要构造单元基底性质如下:马卡罗夫海盆以及波德福德尼科夫海盆的基底为洋壳;南森洋盆和阿蒙森洋盆是中新生代罗蒙诺索夫脊与欧亚大陆裂开形成的洋盆，以超基性岩为基底，之上主要覆盖新生代远洋沉积[9];南森洋盆与欧亚大陆之间区域是发育在复杂基底之上的现代陆坡;叶尔马克高原和斯匹次卑尔根群岛西侧为加里东造山带;斯瓦尔巴德板块包括斯匹次卑尔根-法兰士·约瑟夫群岛[8]，以及西巴伦支海和新地岛西缘地区，均以格林威尔期岩层为基底;南巴伦支海盆—东巴伦支海槽—北巴伦支海盆—圣安娜海槽—沃罗宁海槽一线，以及罗蒙诺索夫脊的基底为过渡型地壳的海槽和陆坡;蒂曼-伯朝拉板块—新地岛微板块—北西伯利亚台地—喀拉板块，以及新西伯利亚板块和德隆群岛地区具有晚寒武纪基底，新西伯利亚板块和德隆群岛之间区域发育玄武岩和双峰板内火山岩;阿尔法-门捷列夫海岭以及楚科奇微大陆具有晚寒武纪基底，并有火成岩侵入;乌拉尔褶皱带—佩霍伊-新地岛褶皱带—北泰梅尔褶皱带的晚寒武纪基底遭受了海西期构造变形;西西伯利亚盆地发育年轻(中新生代)盖层又有裂谷发育，其基底是变质的古生代沉积;西伯利亚克拉通北部发育基底为变质杂岩的阿纳巴尔地盾，其余地区为未变形的盖层;南泰梅尔褶皱带—上扬斯克褶皱带形成于中生代，是中生代科累马-奥莫隆超级地块汇聚的结果[9];楚科奇褶皱带和新西伯利亚群岛为晚前寒武纪基底，遭受了基梅里期变形;科累马-奥莫隆超级地块与楚科奇褶皱带之间的南Anyui缝合带形成于晚侏罗纪至早白垩纪，是东北亚的主要构造边界，通常认为是侏罗纪分开西伯利亚板块和北美两大板块洋盆遗迹[10];鄂霍茨克-楚科奇一带发育白垩纪火山-侵入岩(图1)。

俄罗斯北极地区诸多构造单元的基底较老，为沉积物的堆积提供了较长的时间。研究区的油气主要富集在中生界，中生界主要烃源岩产层为三叠系和中-上侏罗统海相暗色泥页岩，部分地区的烃源岩分布在下侏罗统和白垩系的海相暗色泥页岩中，主要储集层发育在三叠系、侏罗系和白垩系的砂岩中，并以三叠系、侏罗系和白垩系页岩为盖层[11-12]。例如:东斯瓦尔巴德出露了几乎未变形三叠系沉积，厚度在100 m左右，为一套浅海陆架沉积;主要岩石类型为黑色页岩，夹细砂岩、粉砂岩，发育磷酸盐岩条带，少见碳酸盐岩;这套地层有机碳含量高，是北极地区重要的烃源岩[13]。

1.3 俄罗斯北极地区主要盆地岩性特征

本文总结了俄罗斯北极地区的东巴伦支海地区、西西伯利亚盆地的西乌拉尔-弗罗洛夫地区和中鄂毕河流域东部地区，以及东西伯利亚地区的勒拿-维柳伊盆地和叶涅赛-哈坦加盆地中生界纵向及横向的岩性特征，如图2所示。分述如下:

东巴伦支海台地(BP)三叠纪—中侏罗世是构造安静期，东部地势较陡，碎屑沉积物由东边输入。三叠系以海相泥岩和砂岩为主，沉积环境为河流-三角洲和三角洲前缘沉积体系。中三叠统海平面达到最大，广泛沉积富含有机质的闭塞静海相环境页岩。上三叠统是以海相泥岩和砂岩为主的沉积环境。早—中侏罗世时期砂岩和泥页岩交替推进和退积，中侏罗统东巴伦支海台地区域性隆升并伴随大量剥蚀，部分地区缺失沉积记录。上侏罗统受西巴伦支海地区的拉张活动盆地发生沉降，以海相泥页岩为主，沉积环境为滨海相。白垩系盆地进一步发生沉降，沉积环境为浅海，以泥页岩为主，砂岩和碳酸盐岩发育局限，局部地区有火山岩侵入[14]。

西西伯利亚盆地是一个叠加在早三叠世裂谷系之上的平缓的中生代—古近系克拉通内坳陷盆地。西西伯利亚盆地的古生界基底在二叠—三叠纪期间准平原化。晚古生代碰撞最显著的产物之一就是乌拉尔山的形成，此次造山运动使古生代沉积物变质形成现在的基底，而新地岛形成于早二叠世[8]。

西乌拉尔-弗罗洛夫地区(UF)位于西西伯利亚盆地西侧，地势较高，中鄂毕河流域东部地区(MO)位于西西伯利亚盆地中部，裂谷较为发育，地势较低。西西伯利亚盆地三叠系遭受剥蚀，侏罗系和白垩系沉积较完整。受乌拉尔造山运动影响，三叠纪西西伯利亚盆地隆升，成为前陆盆地，有碎屑岩沉积，沉积环境为陆相，下三叠统的火山活动使得全区可见火山岩。侏罗系海平面上升，西乌拉尔-弗罗洛夫地区沉积物以砂岩、泥岩为主，中鄂毕河流域东部地区粉砂岩、泥岩较为发育，沉积环境为浅海相。白垩系岩性和沉积环境继承性发育[15-16]。

东西伯利亚台地在中生代整体抬升，而其边缘地区则为坳陷阶段和新构造运动阶段，因此位于北缘的叶涅赛-哈坦加盆地与位于东缘的勒拿-维柳伊盆地具有中生界较完整的沉积记录。

叶涅赛-哈坦加盆地三叠系以海相粉砂岩沉积为主，次为盐岩，下侏罗统海相沉积物粒度较细，多为粉砂岩和泥岩，局部有碳酸盐岩发育，中侏罗统和上侏罗统海相沉积为砂岩、泥岩、粉砂岩。白垩系沉积环境为海相，由于新生界盆地隆起成为剥蚀区，导致上白垩统沉积遭受剥蚀。下白垩统为浅海环境，上白垩统为近滨海相沉积，沉积物为砂岩、泥岩和粉砂岩[16]。

图2 俄罗斯北极地区主要岩性特征(据文献[14-18]汇编)Fig.2 Main lithology elements in Russian Arctic area

勒拿-维柳伊盆地下三叠统沉积物为海相和陆相碎屑岩，碳酸盐岩和火山岩很少见，中三叠统和上三叠统由海相粉砂岩、砂岩和泥岩构成，与上覆侏罗系不整合接触。侏罗系沉积物为粉砂岩、砂岩和泥岩，盆地中靠近东西伯利亚台地一侧以陆相沉积为主，该区域下侏罗统仍为海相，而东侧的勒拿-维柳伊盆地积物以海相为主。白垩系以陆相碎屑沉积为主[18]，与下伏的侏罗系整合接触，上覆第四系沉积。

中生界以砂岩、泥岩和粉砂岩为主，蒸发岩、碳酸盐岩、火山岩和盐岩分布局限。砂岩在西乌拉尔-弗罗洛夫地区和勒拿-维柳伊盆地沉积厚度最大;而泥岩在东巴伦支海、西乌拉尔-弗罗洛夫地区和勒拿-维柳伊盆地沉积厚度最大;粉砂岩主要发育在中鄂毕河流域东部地区、勒拿-维柳伊盆地和叶涅赛-哈坦加盆地。研究表明，研究区发育的砂岩和泥岩均具有一定的厚度及规模，有成为良好储层和盖层的潜力。

2 中生代岩相古地理演化

通过阅读前人研究结果，去粗取精，提取不同构造单元不同时期的主要岩相古地理信息，对中生代包括三叠纪、侏罗纪、早白垩世、晚白垩世共4个时期的岩相古地理特征进行了初步探究。

2.1 三叠纪岩相古地理分布特征

根据俄罗斯北极地区现今的地质记录和相关研究成果，编绘了俄罗斯北极三叠纪岩相古地理平面图(图3)，认为研究区该时期以滨浅海相为主，岩性以火山岩+碎屑岩组合为主，砂岩+泥岩组合、砾岩+砂岩+泥岩组合以及砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积岩性组合次之，隆起剥蚀区主要分布在波罗的地盾(Ba)及其东侧，以及新地岛(NZ)—乌拉尔褶皱带(Ur)一线和东西伯利亚台地周缘构造单元中。三叠纪时期，俄罗斯北极地区的岩相古地理特征如下:

图3 俄罗斯北极地区三叠纪岩相古地理平面图(据文献[8-61]汇编)Fig.3 Map of Late Triassic lithofacies paleogeography in Russian Arctic area

波罗的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、莫斯科盆地(Mo)、北伏尔加-乌拉尔盆地(VU)、新地岛(NZ)—乌拉尔褶皱带(Ur)一线、阿纳巴尔地块(An)—阿纳巴尔-欧勒奈克盆地(AO)—西维柳伊盆地(WV)—Predpatom盆地(P)—安加拉-叶尼塞盆地(AY)—阿尔丹地盾(A)及鄂霍茨克地块(Ok)北部区域、楚科奇盆地(Ch)中部地区缺失地质记录，为隆起剥蚀区[19-34]。

西西伯利亚盆地为冲积相，沉积物以碎屑岩为主，而三叠纪的火山活动使该地区常见火山岩，其北部的南喀拉海-亚马尔盆地(SK)是以砂岩+泥岩为主的冲积相[35-38]。东西伯利亚地台北部的叶涅赛-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿纳巴尔盆地(LA)是以砾岩+砂岩+泥岩为主的滨海相沉积，中部的通古斯盆地(T)是以火山岩为主的冲积相[30-31]，此时的安加拉-叶尼塞盆地(AY)和Polulikhin向斜(PH)并非位于现今位置，而是两个不相邻的陆块，因此拜基特盆地(B)与海相连通，是以砂岩+泥岩为主的滨海相沉积[39]。涅帕-鲍图奥巴盆地(NB)是以砾岩+砂岩+泥岩为主的冲积相[30-31]。勒拿-维柳伊盆地(LV)沉积物为砾岩+砂岩+泥岩，北部为滨海相，南部为冲积相[30-31]。拉普捷夫海盆地(LS)砂岩+泥岩沉积浅海相而上扬斯克褶皱带(Ve)为砂岩+泥岩沉积的滨海相[9-10]。

泰梅尔-北地群岛褶皱带(TS)为砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积滨海相沉积[40];喀拉海北部地台(NK)为砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积的浅海相沉积[35，38，41];叶尔马克盆地(Ye)—法兰士·约瑟夫高地(FJ)是以砂岩+泥岩为主的浅海相[42-43];巴伦支海包括东巴伦支海盆地(EB)、巴伦支海台地(BP)和西巴伦支海盆地(WB)，是以砂岩+泥岩为主的滨海相，而西巴伦支海盆地的北部有小规模的砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积的滨海相沉积[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)为砾岩+砂岩+泥岩沉积为主的冲积相[49-52];新地岛前渊(PN)为以碳酸盐岩为主的滨海相[45，53-54]。

南森海盆(Na)为火山岩+碎屑岩的滨海相[7，11];东西伯利亚海盆(ES)是砾岩+砂岩+泥岩为主的滨海相[55-57];鄂霍茨克地块(Ok)、南Anyui构造带(Au)、新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)以及罗蒙索诺夫海岭(Lo)为火山岩+碎屑岩的浅海相沉积[8，11，30-34];楚科奇盆地(Ch)和普里莫尔斯基-奥洛伊盆地(PY)是砂岩+泥岩为主的浅海相[8，11，58-59];科累马地块(Ko)—奥莫隆地块(Om)为砾岩+砂岩+泥岩为主的冲积相(图3)[58-59]。

2.2 侏罗纪岩相古地理分布特征

根据俄罗斯北极地区现今的地质记录和相关研究成果，编绘了俄罗斯北极侏罗纪岩相古地理平面图(图4)，认为研究区此时期以滨浅海区为主，岩性以砂岩+泥岩组合为主，次为火山岩+碎屑岩组合、砾岩+砂岩+泥岩组合以及砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积岩性组合，隆起剥蚀区在波罗的地盾(Ba)区域减少，东西伯利亚台地隆起成为剥蚀区。侏罗纪时期，俄罗斯北极地区的岩相古地理特征如下:

波罗的地盾(Ba)、叶尔马克盆地(Ye)—法兰士·约瑟夫高地(FJ)、西巴伦支海盆地(WB)大部分地区、新地岛(NZ)—乌拉尔褶皱带(Ur)一线、东西伯利亚台地中部及南部地区、阿尔丹地盾(A)、上扬斯克褶皱带(Ve)及鄂霍茨克地块(Ok)北部区域、楚科奇盆地(Ch)中部地区缺失地质记录，为隆起剥蚀区[19-34，41-43，44-48]。

西西伯利亚盆地为砂岩+泥岩沉积，其北部的南喀拉海-亚马尔盆地(SK)为滨海相，其余盆地为浅海相[35-38];东西伯利亚台地北部的叶涅赛-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿纳巴尔盆地(LA)为砾岩+砂岩+泥岩为主的浅海相[30-31，39];勒拿-维柳伊盆地(LV)沉积物为砾岩+砂岩+泥岩，北部为浅海相，南部为冲积相[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)是砂岩+泥岩为主的浅海相沉积[9-10]。

泰梅尔-北地群岛褶皱带(TS)为砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积的滨海相沉积[40];喀拉海北部地台(NK)为砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积沉积的浅海相[35，38，41];巴伦支海包括东巴伦支海盆地(EB)、巴伦支海台地(BP)均为砂岩+泥岩为主的滨海相，西巴伦支海盆地的北部有小规模的砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积沉积的滨海相[41，44-48]、砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积的浅海相沉积[35，38，41];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)沉积相为冲积相，岩性以砾岩+砂岩+泥岩为主，西缘有砂岩+泥岩组合沉积[49-52];梅津盆地(MB)和莫斯科盆地(Mo)与波罗的地盾(Ba)之间区域为砂岩+泥岩为主的滨海相[19-25];莫斯科盆地(Mo)为砂岩+泥岩为主的浅海区，东侧的盆地有砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积沉积的滨海相和浅海相[26-27];北伏尔加-乌拉尔盆地(VU)为砂岩+泥岩湖泊相[28-29];新地岛前渊(PN)为以砂岩+泥岩为主的冲积相[45，53-54]。

图4 俄罗斯北极地区侏罗纪岩相古地理平面图(据文献[8-61]汇编)Fig.4 Map of Middle Jurassic lithofacies paleogeography of Russian Arctic area(图例见图3)

南森海盆(Na)为火山岩加碎屑岩的滨海相[8，11];东西伯利亚海盆(ES)以及楚科奇盆地(Ch)和普里莫尔斯基-奥洛伊盆地(PY)为砂岩+泥岩为主的浅海相[8，11，55-59];鄂霍茨克地块(Ok)、南Anyui构造带(Au)为火山岩+碎屑岩的滨海相;新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)、科里亚克-堪察加半岛褶皱带(KK)和罗蒙索诺夫海岭(Lo)为火山岩+碎屑岩沉积的浅海相[8，11，30-34];科累马地块(Ko)-奥莫隆地块(Om)为砾岩+砂岩+泥岩为主的冲积相[58-59](图4)。

2.3 早白垩世岩相古地理分布特征

据俄罗斯北极地区现今的地质记录和相关研究成果，编绘了俄罗斯北极早白垩世(125 Ma±)岩相古地理平面图(图5)，认为研究区该时期滨浅海相仍占优势，而隆起剥蚀区面积较中侏罗世增加了1/3，以沉积岩岩性以砂岩+泥岩组合为主，次为火山岩+碎屑岩组合和砾岩+砂岩+泥岩组合，受新西伯利亚-楚科奇-阿拉斯加微板与鄂霍茨克地块(Ok)北缘碰撞作用影响，南Anyui古大洋消失，南Anyui缝合线地带形成，东西伯利亚海盆(ES)—鄂霍茨克地块(Ok)及周缘隆起成为剥蚀区。早白垩世(125 Ma±)时期，俄罗斯北极地区的岩相古地理特征如下:

波罗的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、叶尔马克盆地(Ye)—法兰士·约瑟夫高地(FJ)、新地岛(NZ)—乌拉尔褶皱带(Ur)一线、东西伯利亚台地中部及南部地区、阿尔丹地盾(A)、上扬斯克褶皱带(Ve)、普里莫尔斯基-奥洛伊盆地(PY)、南Anyui构造带(Au)、东西伯利亚海盆(ES)、鄂霍茨克地块(Ok)、科累马地块(Ko)-奥莫隆地块(Om)、楚科奇盆地(Ch)中部地区缺失地质记录，为隆起剥蚀区[7-11，19-34，41-43，55-59]。

图5 俄罗斯北极地区早白垩世岩相古地理平面图(据文献[7-60]汇编)Fig.5 Map of Early Cretaceous lithofacies paleogeography of Russian Arcti areac(图例见图3)

西西伯利亚盆地为砂岩+泥岩沉积，其北部的南喀拉海-亚马尔盆地(SK)为滨海区，其余盆地为浅海区[35-38];东西伯利亚台地北部的叶涅赛-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿纳巴尔盆地(LA)为砾岩+砂岩+泥岩为主的浅海区[30-31，39];勒拿-维柳伊盆地(LV)是以砾岩+砂岩+泥岩为主的冲积相[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)为砂岩+泥岩为主的滨海区[9-10]。

泰梅尔-北地群岛褶皱带(TS)为砂岩+泥岩为主的湖泊区[40];喀拉海北部地台(NK)为砂岩+泥岩为主的浅海区，南部盆地为砂岩+泥岩+碳酸盐岩为主的浅海区[35，38，41];东巴伦支海盆地(EB)、巴伦支海台地(BP)和西巴伦支海盆地(WB)大部分地区均为砂岩+泥岩为主的浅海区，西巴伦支海盆地的北部有小规模的砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积滨海区[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)是砂岩+泥岩为主的冲积相[49-52];莫斯科盆地(Mo)为砂岩+泥岩为主的浅海区，东侧的盆地有砂岩+泥岩为主的冲积相和砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积浅海区[26-27];北伏尔加-乌拉尔盆地(VU)为砂岩+泥岩湖泊区[28-29];新地岛前渊(PN)为以砂岩+泥岩为主的浅海区[45，53-54]。

南森海盆(Na)为砂岩+泥岩为主的滨海区;楚科奇盆地(Ch)为砂岩+泥岩为主的浅海区[8，11];新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)、科里亚克-堪察加半岛褶皱带(KK)和罗蒙索诺夫海岭(Lo)为火山岩+碎屑岩的浅海区，新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)南部有小规模的以砂岩+泥岩沉积为主的浅海区和滨海区[8，11，30-34](图5)。

2.4 晚白垩世岩相古地理分布特征

根据俄罗斯北极地区现今的地质记录和相关研究成果，编绘了俄罗斯北极晚白垩世岩相古地理平面图(图6)，认为研究区此时期为隆起剥蚀区占优势、滨浅海区次之的沉积相特征，沉积岩岩性以砂岩+泥岩组合为主，火山岩+碎屑岩组合和砾岩+砂岩+泥岩组合次之。该时期亚美盆地开始形成，研究区北部的海域面积增加，水体加深，隆起剥蚀区在研究区西部的莫斯科盆地(Mo)和北伏尔加-乌拉尔盆地(VU)增加。晚白垩世时期，俄罗斯北极地区的岩相古地理特征如下:

波罗的地盾(Ba)、梅津盆地(MB)、莫斯科盆地(Mo)、叶尔马克盆地(Ye)—法兰士·约瑟夫高地(FJ)、新地岛(NZ)—乌拉尔褶皱带(Ur)一线、东西伯利亚台地中部及南部地区、阿尔丹地盾(A)、勒拿-维柳伊盆地(LV)南部、上扬斯克褶皱带(Ve)、普里莫尔斯基-奥洛伊盆地(PY)、南Anyui构造带(Au)、东西伯利亚海盆(ES)西部、鄂霍茨克地块(Ok)、科累马地块(Ko)—奥莫隆地块(Om)、新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)、楚科奇盆地(Ch)中部地区缺失地质记录，为隆起剥蚀区[7-11，19-34，41-43，55-59]。

西西伯利亚盆地为砂岩+泥岩沉积，其北部的南喀拉海-亚马尔盆地(SK)为滨海相，其余盆地为浅海相[35-38];东西伯利亚台地北部的叶涅赛-哈坦加盆地(YK)和勒拿-阿纳巴尔盆地(LA)为砾岩+砂岩+泥岩为主的滨海相沉积[30-31，39];勒拿-维柳伊盆地(LV)北部是以砾岩+砂岩+泥岩为主的冲积相，南部是隆起剥蚀区[30-31];拉普捷夫海盆地(LS)为砂岩+泥岩为主的湖泊相沉积[9-10]。

泰梅尔-北地群岛褶皱带(TS)为砂岩+泥岩为主浅海相[40];喀拉海北部地台(NK)为砂岩+泥岩为主的浅海相，南部盆地为砂岩+泥岩+碳酸盐岩为主的浅海相[35，38，41];东巴伦支海盆地(EB)、巴伦支海台地(BP)为砂岩+泥岩为主的滨海相，西巴伦支海盆地(WB)大部分地区为砂岩+泥岩为主的浅海相，西巴伦支海盆地的北部有小规模的砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积沉积的滨海相[41，44-48];蒂曼-伯朝拉盆地(TP)以砂岩+泥岩为主的冲积相[49-52];莫斯科盆地(Mo)东侧的盆地为浅海相沉积，北部以砂岩+泥岩为主，南部则以砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积沉积为主[26-27];新地岛前渊(PN)是以砂岩+泥岩为主的冲积相[45，53-54]。

图6 俄罗斯北极地区晚白垩世岩相古地理平面图(据文献[8-61]汇编)Fig.6 Map of Late Cretaceous lithofacies paleogeography of Russia Arctic area(图例见图3)

南森海盆(Na)为砂岩+泥岩为主的浅海相[8，11];东西伯利亚海盆(ES)为砂岩+泥岩为主的滨海相[55-57];楚科奇盆地(Ch)和罗蒙索诺夫海岭(Lo)为砂岩+泥岩为主的浅海相[8，11-13];新西伯利亚-楚科奇褶皱带(Ns-C)与科里亚克-堪察加半岛褶皱带(KK)之间区域为火山岩+碎屑岩沉积的浅海相，科里亚克-堪察加半岛褶皱带(KK)为火山岩+碎屑岩滨海相[8，11，30-34，];在这个时期马卡罗夫盆地(Ma)和门捷列夫海岭(ML)开始形成，它们是以泥岩沉积为主的半深海—深海相[8，11，42，60-61](图6)。

3 油气组合特征及资源潜力分析

俄罗斯北极地区沉积物主要为北大西洋暖流携带的沉积物，以及注入北极地区海域的河流所携带的沉积物，且研究区较低的海水温度有助于有机质的保存[62-63]，因此沉积物有机质含量较高、烃源岩较为富集，有必要对俄罗斯北极地区储盖组合的岩性特征进行分析，基于研究结果预测有勘探潜力的区带，为油气勘探提供依据。

3.1 油气组合特征

基于大量的文献资料，笔者认为俄罗斯北极地区中生界储集层主要分布在侏罗系中，三叠系和白垩系中也有分布，但不如侏罗系储层分布的广泛，储层岩性为砂岩;俄罗斯北极地区盖层主要分布在上侏罗统和上白垩统中，而拉普捷夫海盆地的盖层却分布在古近系中，盖层岩性以泥页岩为主，次之为页岩。不同盆地之间储集层和盖层分布的时期不同，岩性略有差异，本文选取了7个盆地进行分析，主要特征如下:

(1)巴伦支海台地主力烃源岩位于三叠系;主要储层位于三叠系和下-中侏罗统，储层岩性为砂岩;主要盖层位于上侏罗统，盖层岩性为页岩，储层的主要沉积相为三叠系的河流-三角洲相和下-中侏罗统的滨海相[45-47]。(2)蒂曼-伯朝拉盆地主力烃源岩位于上二叠统;主要储层位于三叠系，储层岩性为砂岩;主要盖层位于上白垩统，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为冲积扇和三角洲相[48-51]。(3)西伯利亚盆地主力烃源岩位于侏罗系和白垩系;主要储层位于侏罗系和下白垩统，储层岩性为砂岩;主要盖层位于上白垩统，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为浅海相[35-38]。(4)喀拉海北部台地主力烃源岩位于白垩系;储层位于白垩统，储层岩性为砂岩;主要盖层位于下白垩统，上白垩统也有分布，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为浅海相[35，38，41]。(5)叶涅赛-哈坦加盆地主力烃源岩位于下侏罗统;主要储层位于上白垩统，储层岩性为砂岩;下白垩统有盖层发育，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为浅海相[31-34]。(6)拉普捷夫海盆地主力烃源岩位于三叠系和下侏罗统;主要储层位于侏罗系，储层岩性为砂岩;主要盖层位于上白垩统和古近系，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为滨浅海相[9-10]。(7)东西伯利亚海盆地主力烃源岩位于三叠系;主要储层位于上侏罗统，储层岩性为砂岩;主要盖层位于下白垩统，盖层岩性为泥页岩，储层的主要沉积相为浅海相[8，11](图7)。

3.2 资源潜力分析

通过分析俄罗斯北极地区储层和盖层的岩性特征，认为具有勘探开发潜力的油气田分布在东巴伦支海、西西伯利亚盆地、喀拉海北部台地、叶涅赛-哈坦加盆地拉普捷夫海盆地和东西伯利亚海盆地6个构造单元中。蒂曼-伯朝拉盆地沉积物以陆源碎屑为主，虽然具有良好的储层条件，但是白垩系泥岩分布较为局限，并不能作为有效的盖层，不具有勘探开发潜力。

东巴伦支海台地勘探潜力主要在侏罗系未钻和部分勘探的反转背斜上，烃源岩位于三叠系，主要的储层位于三叠系和中-上侏罗统，盖层位于下白垩统，海退时期形成的三角洲沉积体可成为勘探目标区。但是由于构造较为复杂，埋藏较深，勘探开发成本较高。

西西伯利亚盆地已发现了诸多油气田，位于白垩系的上阿普特阶至赛诺曼阶波库尔组是其主力层[64]。由于西西伯利亚盆地中部及南部勘探程度较高，而北部勘探较低，因此该盆地北部陆上及其海域地区可作为勘探开发的潜力地区，而白垩系的上阿普特阶至赛诺曼阶波库尔组则是最为有潜力的层段。除此之外，侏罗系也具有较大的勘探潜力，而较大的埋藏深度使有机质成熟度较高，可作为气田的勘探目标区，但是同时也会增加勘探开发的成本。

图7 俄罗斯北极地区中生代油气组合特征(据文献[8-11，14-18，31-38，41，45-51]汇编)Fig.7 Petroleum characteristic in Mesozoic of Russia Arctic

喀拉海南部已发现了鲁萨诺夫气田和哈拉萨韦依两个上白垩统油气田，最重要的烃源岩为中白垩统含煤地层和侏罗系的海相页岩，最主要的储层为白垩系阿普特阶-赛诺曼阶砂岩，盖层为全盆分布的上侏罗统巴热诺夫组页岩和土仑阶-渐新统页岩。南喀拉海侏罗系—下白垩统也具有含油气潜力[65]，据此推测喀拉海北部台地侏罗系也有勘探开发的潜力。

据美国地质调查局(USGS)2009年8月公布的北极圈内常规油气的待发现资源量数据，俄罗斯的叶涅赛-哈坦加盆地待发现原油量是53亿桶(7.26亿t)[65]，位于俄罗斯境内陆上的白垩系是勘探开发的目标区。拉普捷夫海盆地也是较为有勘探潜力的区块，勘探目标可放在浅海陆架的侏罗系[1，65]。东西伯利亚海盆地三叠系和上侏罗统是较为有利的目标区[8，11]。

4 结论

(1)俄罗斯北极地区中生代三叠纪和侏罗纪以滨浅海相沉积为主，从侏罗纪开始隆起剥蚀区面积增加，晚白垩世时期隆起剥蚀区面积占优势。三叠纪，研究区以滨浅海区为主，隆起剥蚀区主要分布在波罗的地盾及其东侧的构造单元、新地岛—乌拉尔褶皱带一线和东西伯利亚台地周缘的构造单元中;侏罗纪，梅津盆地(MB)和莫斯科盆地(Mo)成为滨海区，东西伯利亚台地隆起成为剥蚀区;早白垩世，研究区滨浅海区沉积仍占优势，而隆起剥蚀区面积较侏罗纪增加了1/3，鄂霍茨克地块—东西伯利亚海盆一线及周缘构造单元隆起成为隆起剥蚀区;晚白垩世，研究区此时期隆起剥蚀区占优势，滨浅海区次之，亚美盆地开始形成，新西伯利亚-楚科奇褶皱带成为隆起剥蚀区。

(2)这种岩相古地理的变迁影响着研究区的岩性分布，俄罗斯北极地区中生代沉积物以砂岩+泥岩岩性组合分布最为广泛。三叠纪沉积物以火山岩+碎屑岩组合为主，砂岩+泥岩组合、砾岩+砂岩+泥岩组合以及砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积岩性组合次之;侏罗纪，早白垩世和晚白垩世沉积物均以砂岩+泥岩组合为主，次之为火山岩+碎屑岩组合、砾岩+砂岩+泥岩组合;侏罗纪砂岩+泥岩+碳酸盐岩混积岩性组合分布较为广泛，而这种岩性组合在白垩纪分布呈减少趋势，晚白垩世仅在科里亚克-堪察加半岛褶皱带有发育。

(3)上述岩相古地理的分布和岩性的分布特征影响着研究区油气组合特征的分布。油气资源主要集中分布在东巴伦支海、西西伯利亚盆地、喀拉海、叶涅赛-哈坦加盆地、拉普捷夫海盆地和东西伯利亚海盆地6个构造单元中。气田主要分布在东巴伦支海、喀拉海北部台地、油气田主要分布在西西伯利亚盆地。东巴伦支海侏罗系、西西伯利亚盆地北部海域的白垩系及喀拉海南部的白垩系和侏罗系、喀拉海北部的侏罗系均是重要的勘探目标区。叶涅赛-哈坦加盆地、拉普捷夫海盆地和东西伯利亚海盆地是有勘探开发潜力的地区，侏罗系和白垩系是最有利的层系。

由此可见，对俄罗斯北极地区中生代岩相古地理特征的识别，能够很好地揭示地层的岩性特征与沉积相分布，有利于把握油气组合特征，再与现今的勘探成果相结合可以对资源潜力进行分析，为石油勘探提供依据。

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