Бассейн занимает обширную площадь на юге Восточно-Сибирской платформы. На востоке он ограничивается Приморским и Байкальским горными сооружениями, на юге — Восточным Саяном и на западе — Енисейским кряжем. На север этот бассейн, видимо, отделяется зоной погребенных горстообразных выступов фундамента от Тунгусского бассейна, проходящей примерно вдоль широтного отрезка нижней части р. Ангары.
В крайней восточной части северная граница бассейна условно проводится через Пеледуйские дислокации в сторону Патомского нагорья. По этой границе Иркутский бассейн отделяется от расположенного от него к северо-востоку Приверхоянско-Вилюйского нефтегазоносного бассейна. Фундаментом осадочного комплекса отложений этого бассейна служат архейские и, судя по последним данным, также протерозойские образования (рис. 65). В составе нормальных осадочных отложений, участвующих в строении этого бассейна, главную роль играют отложения позднего докембрия, кембрия и ордовика. Образования среднего и верхнего палеозоя, а также мезозоя развиты незначительно в форме отдельных небольших по размеру пятен. Стратиграфия позднего докембрия и нижней части кембрийской системы до сих пор не имеет однозначного подразделения. В состав позднего докембрия относят отложения байкальского трехчленного комплекса — голоустинскую, улунтуйскую и качергатскую свиты. Эти отложения развиты в типичном виде только в западном Прибайкалье в форме узкой полосы северо-восточного простирания, в общем обрамляющей западное побережье оз. Байкал.
С палеонтологических и палинологических позиций возраст этих отложений не имеет достаточных обоснований, поэтому разные исследователи эти отложения относят к различному возрастному диапазону. Впервые этот комплекс был выделен и подразделен на свиты М.М. Тетяевым, и им был отнесен к верхнему протерозою. Этой же точки зрения на возраст трехчленного комплекса придерживается И.П. Карасев и другие исследователи.
За последнее время ряд исследователей — И.К. Королюк, М.А. Цахновский, В.В. Самсонов и др. — считают возможным эту толщу относить к синийской системе, которую они включают в состав нижнего палеозоя, ниже отложений кембрийской системы. Ушаковскую толщу, развитую в западном Прибайкалье, впервые выделенную М.М. Тетяевым, упомянутые авторы параллелизуют с нижнемотской подсвитой нижнего кембрия. В этом случае так называемые ушаковские отложения скважин упомянутые авторы параллелизуют с качергатской свитой Прибайкалья и олхинской Восточного Присаянья.
И.П. Карасев считает, что ушаковская свита скважин является базальной для нижнего кембрия и с ней он параллелизует отложения оселочной, олхинской и карагасской свит Присаянья, считая их одновозрастными. Из-за различного понимания стратиграфического положения толщ по-разному производится и сопоставление с разрезами нижнего кембрия Приверхояно-Вилюйского бассейна. И.П. Карасев и другие ушаковскую свиту скважин параллелизуют с толбинской свитой Якутии, мотскую — с пестроцветными и т. д., М.А. Цахновский, В. В. Самсонов, М.М. Мандельбаум, В.Г. Васильев и другие считают, что базальными слоями платформенного чехла являются отложения мотской свиты, начинающиеся с грубозернистых и мелкозернистых песчаников нижнемотской подсвиты, которые параллелизуются этими исследователями с толбинской свитой, считая, что ушаковская свита выполняет промежуточный структурный этаж и положение этих отложений аналогично бавлинским образованиям Русской платформы. В этом случае толбинская свита будет занимать в общем разрезе осадочных образований платформы положение, аналогичное среднему девону Русской платформы, т. е. свит, с которых начинается типично платформенный этап развития.
В настоящее время спорным является также положение усольской свиты. Трест Востсибнефтегеология в стратиграфическом разрезе эту свиту помещает в состав ленского яруса, отнеся к алданскому ярусу ушаковскую свиту скважин и мотскую свиту. Ряд исследователей считает, что ее нужно помещать в алданский ярус.
Все эти вопросы в настоящее время являются предметом обсуждения и разработки и поэтому дать окончательный вариант в достаточной мере обоснованной стратиграфии позднего докембрия и нижней части кембрия пока не представляется возможным. В настоящей работе принята схема стратиграфического расчленения указанных толщ так, как это принято в тресте Востсибнефтегеология, т. е. к нижнему кембрию отнесены ушаковская свита скважин и мотская свита, а к ленскому ярусу — усольская, бельская, булайская и ангарская свиты. Отложения трехчленного комплекса, а также олхинекая и другие свиты позднего кембрия развиты в Прибайкалье и Присаянье, т. е. в бортовых зонах бассейна, поэтому более подробней на их характеристике останавливаться не будем.
В составе ушаковской свиты в пределах разведочных площадей основную роль играют терригенные образования — песчаники, которые часто переслаиваются с алевролитами, аргиллиты, сланцы с подчиненными прослоями доломитов. В окраинных частях рассматриваемого региона в составе этой свиты преобладают грубообломочные фракции. Мощность свиты меняется от 0 до 340 м.
Вышележащая мотская свита подразделяется на три подсвиты. Нижняя сложена песчаниками, сланцами, алевролитами и доломитами мощностью от 46 до 200 м. В составе средней преобладает переслаивание песчаников и доломитов. Встречаются алевролиты, гравелиты, мергели и известняки. Мощность этой подсвиты изменяется от 78 до 210 м. Верхняя подсвита состоит из песчано-карбонатных пород, в нижней части и в верхней — из доломитов и известняков с прослоям ангидритов. Мощность этой подсвиты 120— 370 м.
Усольская свита развита очень широко и в большей ее части представлена переслаиванием мощных пачек доломитов и каменной соли. В наиболее южных частях бассейна в составе усольской свиты преобладают доломиты. Мощность свиты — 400—800 м.
В составе вышележащей бельской свиты участвуют известняки и доломиты с прослоями каменной соли, сланцев, глин, мергелей, песчаников и ангидритов. Мощность ее 300—460 м.
Будайская свита состоит преимущественно из доломитов. В подчиненном значении в ее составе развиты известняки, мергели и сланцы. Мощность свиты 110—150 м.
Наиболее верхняя свита нижнего кембрия — ангарская — состоит преимущественно из доломитов, доломитизированных известняков, сланцев, мергелей, глин, песчаников. Мощность ее 260—700 м. Общая мощность отложений нижнего кембрия 1300—3000 м и более.
Средний кембрий развит только в северных районах бассейна, мощность которого достигает 100—200 м. Отложения среднего кембрия здесь обычно выделяют в литвинцевскую свиту, представленную доломитами, ангидритами с прослоями известняков, участками окремнелых.
Отложения верхнего кембрия выделены в верхоленскую свиту, мощность которой изменяется в пределах 1500—2000 м. Эта свита сложена мергелями с прослоями алевролитов и песчаников, песчаники с редкими прослоями песчанистых известняков. Все эти отложения имеют весьма пеструю, преимущественно буро-красную окраску. В северных районах верхний кембрий мощностью около 300 м представлен зеленовато-серыми известняками, мергелями, иногда доломитизированными известняками.
В составе отложений ордовикской системы здесь выделены все три отдела. Нижний отдел подразделяется на два яруса: устькутский и чунский. Первый из них представлен песчаниками и алевролитами с прослоями доломитов и известняков общей мощпостью до 100 м. В составе чунского яруса наибольшим развитием пользуются доломиты, известняки, мергели и реже песчаники и гипсы. Мощность 60—150 м. Средний отдел ордовика подразделяется на криволуцкий и мангозейский ярусы. Криволуцкий ярус представлен пестроцветными песчано-глинистыми образованиями, в верхней части которого развиты песчаники с фосфоритами, общая мощность 100— HO м. В составе мангозейского яруса наибольшим развитием пользуются известняки, известковистые аргиллиты с прослоями доломитов и фосфоритных пород. Верхняя часть криволуцкого и нижняя часть мангозейского ярусов обычно выделяется в мамырскую свиту, в составе которой преобладают терригенные породы. Верхний отдел ордовика представлен алевролитами, песчаниками, аргиллитами и мергелями с прослоями гипсоносных глин и доломитов, мощностью до 200 м.
Силур в основном представлен песчаниками, развит сравнительно на небольших площадях и небольшой мощности. На крайнем юге и западе бассейна в виде неширокой полосы вдоль Восточного Саяна и Енисейского кряжа развиты континентальные образования средней юры, к которым приурочены широко известные каменноугольные бассейны: Черемховский и Камско-Тасеевский.
В тектоническом отношении Иркутский бассейн, представляющий в целом обширную депрессию, построен весьма сложно. В крайней юго-западной его части выделяется крупная Присаянская впадина с глубиной залегания фундамента до 6—7 км. В крайней восточной части выделяется широкая полоса, часто называемая зоной линейных складок, или Прибайкальским краевым прогибом. Она отделяется от упомянутой выше Присаянской впадины зоной, видимо, погребенных горстовых поднятий вдоль меридионального отрезка Ангары, которую обычно называют системой Ангарских дислокаций.
Присаянская впадина на юге окаймляется Восточным Саяном, на западе — Енисейским кряжем и на севере — Нижнеангарской флексурой. Вдоль нижнего течения р. Ангары, начиная примерно от г. Братска и ниже, намечается крупная гравитационная ступень с падением напряжения гравитационного поля от широтного отрезка р. Ангары к югу. На значительном протяжении вдоль этой части р. Ангары прослеживается крутое погружение отложений нижпего кембрия в южном направлении и быстрое перекрытие их отложениями пермской системы. Таким образом, данные гравиметрии и геологии указывают, что северное обрамление Присаянской впадины представляет зону приподнятого положения отложений нижнего палеозоя, которая отделяет эту впадину от Тунгусского бассейна.
В центре Присаянской впадины выявлен относительно крупный гравитационный максимум, на основании чего предполагалось наличие здесь Чуно-Бирюсовского погребенного сводового поднятия. Между этим поднятием и Енисейским кряжем выделялся Канско-Тасеевский прогиб. В его пределах развиты линейные складки, простирание которых подчинено общему направлению Енисейского кряжа, обрамляющего этот прогиб с запада. Сейсморазведочные и электроразведочные работы МТТ, проведенные в Присаянской впадине, показали, что область гравитационного максимума отвечает наибольшему прогибанию и что поэтому для выделения погребенного поднятия и Канско-Тасеевского прогиба не имеется оснований. Эти работы показали, что под мощной толщей верхнего кембрия во впадине выделяется несколько вилообразных поднятий северо-западного простирания, которые не отражаются в структуре осадочного чехла вышележащих отложений.
Тектоническое толкование зоны развития линейных складок Прибайкалья в настоящее время не является однозначным. Многими исследователями вслед за Н.С. Шатским она трактуется в качестве краевого прогиба, другими — в качестве синеклизы. Для всей этой зоны наиболее характерным является развитие линейных складок значительной протяженности, прослеживаемых на расстоянии 100 км и более, а их систем на 400—500 км. Такой характер развития складок в осадочном чехле бассейна указывает что они формировались в условиях жесткого обрамления как с юго-востока (Байкальский свод), так и с северо-запада (зона горстовых поднятий).
В рассматриваемом бассейне в структуре осадочного чехла развиты два типа локальных поднятий. К первому типу относятся поднятия, фиксируемые по отложениям верхних горизонтов кембрия, ордовика и силура, развитых вблизи дневной поверхности, которые до последнего времени являлись основным объектом разведки. Эти поднятия, как правило, в более древних отложениях — в низах усольской, мотской и ушаковской свитах выполаживаются и часто переходят в пологое моноклинальное залегание пластов. Ко второму типу относятся поднятия, установленные за последнее время сейсморазведкой, развиты в отложениях ушаковской, мотской и низах усольской свит нижнего кембрия и постепенно выполаживающиеся в более молодых отложениях, часто переходящие в пологие, едва заметные перегибы слоев.
К числу этих поднятий относятся Атовское, Шаманское, Северо- и Южно-Радуйское, Бильчирское и др. Амплитуда этих складок по горизонтам мотской и низов усольской свит изменяется от 60 до 80 м и размеры их имеют 3,5—8 км. Перечисленная выше группа структур ориентирована в субмеридиональном направлении и составляет южную часть так называемой зоны Ангарских дислокаций.
Современными областями питания подземных вод Иркутского бассейна являются горные обрамления, а зонами разгрузки — дизъюнктивные нарушения, прорезающие осадочные образования в ряде внутренних частей бассейна.
В разрезе отложений нижнего кембрия в настоящее время выявлено примерно около 20 пластов коллекторов. Из большинства этих пластов получены непромышленные притоки нефти или газа (рис. 66). Промышленная нефтегазоносность установлена в пластах-коллекторах, расположенных в нижнемотской подсвите — в низах усольской свиты. Наиболее древним из известных возможных продуктивных горизонтов является боханский, залегающий в верхах ушаковской свиты. Он представлен песчаниками мощностью 16—25 м. При испытании этого горизонта были получены непромышленные притоки газа. В нижнемотской подсвите выделяются два горизонта песчаников, обладающих хорошими коллекторскими свойствами. Один из этих горизонтов залегает в верхней части нижнемотской подсвиты мощностью от 25 до 60 м и другой в подошве нижнемотской подсвиты мощностью порядка 12—25 м. Первый горизонт получил название парфеновского и второй — марковского. Последний представлен песчаниками, разделенными глинами и алевролитами. На Марковской площади из него получен приток газа и конденсата. Глубина залегания горизонта в скв. 15 2569—2601 м.
При испытании парфеновского горизонта был получен промышленный приток газа на Парфеновской площади. В последнее время при испытании скв. 9 на Марковской площади из этого горизонта получен приток конденсата и газа при пластовом давлении около 260 am. Пористость парфеновского горизонта изменяется в пределах от 1 % до 17—18%, и на отдельных площадях открытая пористость этого горизонта достигает в среднем 30% (Тыретская площадь). Весьма изменчива и проницаемость этого горизонта. На отдельных площадях этот горизонт представлен плотными песками, проницаемость которых измеряется нулевыми значениями. Вместе с тем на ряде площадей проницаемость песчаников и песков этого горизонта достигает очень большой величины — 1000 мд и более. В отдельных случаях она имеет значение 200 мд и более.
Осинский горизонт имеет среднюю мощность 65—70 м. Его верхняя часть мощностью 14—15 м представлена плотными известняками, в подошве которых залегает пласт соли или засолоненных доломитов мощностью 3—4 м. Суммарная мощность проницаемых карбонатных пород в общей пачке известняков и доломитов осинского горизонта составляет 20—30 м, т. е. примерно 50% от общей мощности горизонта. Коллекторские свойства осинского горизонта обусловлены наличием каверн и трещиноватости.
По данным Е.Н. Мещерской, проницаемость пород этого горизонта, определяющаяся обычными способами, является нулевой, в то время как трещинная проницаемость, определяемая по методике ВНИГРИ, измеряется в среднем от 4—5 до 20—50 мд. Открытая пористость изменяется от 1 до 11 %. Осинский горизонт вскрыт на всех разведочных площадях — на Атовской, Радуйской, Парфеновской, Терецкой, Нукутской и др.
Важнейшим достижением поисково-разведочных работ в Иркутском бассейне является открытие Марковского нефтяного месторождения, приуроченного к валу того же наименования, вытянутому в северо-северо-восточном направлении (рис. 67). Вал прослежен па 100 км и состоит из ряда брахиантиклинальных складок, закартированных по отложениям ордовика. Опорная скважипа-открывательница расположена в седловине между двумя антиклиналями — Северо- и Южно-Марковской. Фонтан из этой скважины был получен 18 марта 1962 г. с глубины 2162,3 м из верхней части осинского горизонта. Промышленная нефтегазоносность доказана, как уже указывалось выше, и мотской свитой. Нефть имеет удельный вес 0,83, начало кипения 63° С, температуру застывания — 28° С, содержание смол 12%, серы — 0,8%, выход светлых продуктов до 300° С — 60%.
Кроме того, промышленные притоки нефти были получены на Атовской площади из отложений мотской свиты. Приток нефти вместе с водой был получен из верхов усольской свиты на Балыхтинской и Тыптинской площадях, расположенных на Шигаловском валу, примерно в 180 км на юго-запад от Марковского месторождения.
Непромышленные притоки нефти и газа, как уже указывалось, получены на многих других разведочных площадях этого бассейна. Накоплен материал по нефтегазоносности Иркутского бассейна, в особенности результаты разведки последних лет со всей очевидностью указывают на большие перспективы этого бассейна.
