книги из ГПНТБ / Захидов, А. У. Глубинное строение и нефтегазоносность Северо-Западной Туркмении

Южно-Мангышлак-Устюртская область регионального мини­ мума силы тяжести занимает большую территорию, расположен­ ную к северу и северо-востоку от залива Кара-Богаз-Гол. Наи­ более характерными элементами области на гравиметрической карте являются две крупные депрессионные зоны: Южно-Ман- гышлакская и Южно-Устюртская, характеризующиеся различным уровнем гравитационного поля. Осевая линия этих двух зон про­ ходит с юго-востока на северо-запад и выходит на побережье Каспийского моря в районе мыса Сегендык.

Капланкыр-Западно-Каракумская область линейных анома­ лий охватывает территорию северо-восточнее залива Кара-Богаз- Гол, включая плато Капланкыр и площадь Западных Караку­ мов. В гравиметрическом поле она выражена серией линейных аномальных зон: Кумсебшенская положительного гравитационно­ го поля, Карашор-Модарская линейных максимумов и Учтаганская линейных минимумов.

Карабогаз-Чильмамедкумская область повышенного поля си­ лы тяжести расположена юго-западнее Капланкыр-Западно-Ка- ракумской гравитационной области, охватывает обширную тер­ риторию между Туаркыром и Большим Балханом. Она занимает акваторию залива Кара-Богаз-Гол и смежные районы суши, про­ тягиваясь на западе далеко в пределы Каспийского моря. Южная граница ее проходит по зоне больших градиентов поля. Вся цент­ ральная часть рассматриваемой области, имеющая общую про­ тяженность до 300—350 км, характеризуется очень высоким уров­ нем гравитацианного поля, осложненного большим количеством локальных максимумов и минимумов. По характеру строения аномалий Карабогаз-Чильмамедкумскую область можно разде­ лить на следующие зоны: Карауданскую, Туаркырскую, Восточ­ но-Каспийскую, Карабогазскую, Южно-Карабогазскую и Куба- даг-Большебалханскую. В строении гравитационного поля этих зон имеется много общего со Среднекаспийской зоной, что яви­ лось основанием для объединения многими исследователями их в одну единую Каспийско-Карабогазскую область положительно­ го гравитационного поля [53]. Две последние зоны гравитацион­ ного поля занимают Красноводский п-ов, Чильмамедкумский песчаный массив, Предбалханскую предгорную равнину, п-ов Дарджа и Болынебалханское горное сооружение. Общая карти­ на гравитационного поля в пределах этих зон характеризуется постепенным уменьшением уровня поля с севера на юг и разви­ тием интенсивно выраженных крупных аномальных зон. Харак­ терной особенностью Кубадаг-Большебалхапской зоны является наличие линейно полосовых аномалий силы тяжести северо-за­ падного простирания. Многими исследователями данная зона рассматривается как южная граница эпигерцинской платформы.

За основу геологической интерпретации наблюденного ано­ мального гравитационного поля территории принимается извест­ ное положение А. Д. Архангельского и других исследователей

21

[12, 18] о трех основных аномалиеобразующих факторах: 1) диф­ ференциация подкорового вещества, определяющая основной фон аномального поля; 2) неоднородность внутренней структуры фундамента, чередование в нем пород различного петрографиче­ ского состава и, следовательно, плотности; 3) изменение рельефа поверхности складчатого основания и структуры осадочной толщи.

Аналитическое разделение влияния перечисленных факторов

спомощью гравиметрии пока не представляется возможным, но, как показывают результаты сопоставления гравитационного поля

сданными сейсморазведки, в пределах отдельных тектонических зон в зависимости от их глубинных геологических условий тот или иной фактор приобретает превалирующее значение.

Влияние первого фактора, связанного как с «рельефом» глу­ бинных границ раздела земной коры, так и с возможными изме­ нениями плотности подкоровых масс, выражается крупными ано­ малиями. Они значительны по размерам и, как правило, совпа­ дают по местоположению с крупными тектоническими элемен­ тами. Особенно четко это наблюдается в южной части эпигерцинской платформы, где область регионального положительного гравитационного поля с предельно высоким для территории уров­ нем интенсивности через относительно неширокую полосу повы­ шенного градиента силы тяжести переходит в интенсивную гра­ витационную депрессию, соответствующую геосинклинальной об­ ласти. На площади этих двух аномальных областей проведены региональные сейсмические исследования ГСЗ, результаты кото­ рых позволяют вполне определенно установить связь характера наблюдаемых здесь разнородностей гравитационного поля с осо­ бенностями строения земной коры. Так, очень высокий уровень поля в пределах эпигерцинской платформы определяется высо­ ким положением всех границ раздела земной коры, которые в юж­ ном направлении, резко погружаясь, достигают максимальных глубин в центральной части гравитационной депрессии. При этом глубина залегания поверхности Мохоровичича в пределах этих двух областей изменяется от 30 до 55 км, «базальтового» и «гра­ нитного» слоев — соответственно от 13 до 18 и от 1 до 5 км. Это погружение сопровождается крупными региональными разлома­ ми, достигающими подкорового слоя. С другой стороны, интен­ сивная смена региональных гравитационных полей в пределах рассматриваемых областей довольно четко совпадает с резким уменьшением мощности «базальтового» и особенно «гранитного» слоев в сторону гравитационной депрессии. Центральная часть депрессии приурочена к региональному разлому [81].

Влияние второго фактора на распределение гравитационных аномалий связано с петрографическими особенностями палеозой­ ского фундамента и наблюдается в пределах Карабогазской зо­ ны изометричных, мозаичных аномалий, где глубина залегания фундамента не превышает 1—2 км. Так, например, в результате

22

(сопоставления гравиметрических данных с данными сейсмораз­ ведки и бурения установлено, что мозаичный характер строения гравитационных аномалий в'пределах Карабогазской зоны обу­ словливается прежде всего доминирующим влиянием петрогра­ фической неоднородности пород фундамента, залегающих на глу­ бинах 1—2 км. Кроме того, в зонах внедрения интрузивов наибо­ лее плотных пород могут наблюдаться локальные максимумы, вызванные разницей в плотности инъецированных и внедренных пород фундамента. При этом избыточная плотность между от­ дельными петрографическими разностями может изменяться от 0,15 до 0,50 г/см3 и более, оказывая существенное влияние на ло­ кальное гравитационное поле. Таким образом, значительные раз­ личия в петрографическом составе и плотности пород фундамен­ та обусловливают образование локальных гравитационных ано­ малий, различных как по интенсивности, так и по форме.

Степень влияния третьего фактора находится в прямой зави­ симости от количества и суммарного эффекта аномалиеобразую­ щих границ в разрезе. С ней связано формирование локальных аномалий на платформе, что имеет большое значение при поис­ ково-региональных исследованиях. Из анализа плотностной ха­ рактеристики пород в разрезе Северо-Западной Туркмении нами [41] выделяются следующие основные плотностные толщи, отде­ ленные друг от друга четкими границами раздела (табл. 4).

Т а б л и ц а 4

Плотностная характеристика толщ

Между первой и второй толщами выделяется четкая граница раздела с положительной избыточной плотностью 0,35 г/см3. От­ носительно высокие значения избыточной плотности по кровле второй толщи нами связываются преимущественно с резким переходом литологического состава отложений от глинистых об­ разований к карбонатным.

Вторая и третья толщи между собой не имеют четкой грани­ цы раздела. Это прежде всего объясняется постепенной сменой литологических разностей в зоне контакта толщ.

Граница раздела между третьей и четвертой толщами харак­ теризуется значениями избыточной плотности 0,15 г/см3.

33

Относительно четкой границей раздела трех последних плот­ ностных толщ является граница по поверхности допермского фундамента.

Таким образом, из пяти выделенных в разрезе плотностных границ раздела наиболее интересными являются три границы, приуроченные к поверхности второй, четвертой и шестой плот­ ностных толщ. Степень влияния каждой из них на формирование локальных гравитационных аномалий тесно связана с вариация­ ми мощности осадочного чехла и глубиной залегания границ. В связи с этим аномалиеобразующая роль этих границ по терри­ тории не равнозначна. В областях устойчивого прогибания и накопления мощной осадочной толщи главными аномалиеобразу­ ющими факторами являются плотностные границы по кровле второй и четвертой толщ, причем влияние первой границы здесь является преобладающим. В областях уменьшенной мощности первых трех толщ, в менее погруженных частях территории доми­ нирующее влияние на аномальное гравитационное поле оказы­ вают границы, приуроченные к кровле юрских отложений и по­ верхности допермского фундамента. По мере уменьшения глуби­ ны залегания фундамента в пределах крупных поднятий с одно­ временным резким сокращением мощности осадочного чехла возрастает влияние последней плотностной границы. Однако, как показывают наши исследования, величина избыточной плотности па этой границе раздела зависит от литолого-плотностных осо­ бенностей и стратиграфического возраста покрывающих фун­ дамент образований и может изменяться в широких пределах. Исходя из этого, в разрезе рассматриваемой территории выде­ ляются в основном три вида сочетания контакта допермского-

фундамент — нижнемеловые отложения. Каждый вид сочетания контактов обусловливает определенные гравитационные области. На основании этого на территории Северо-Западной Туркмении

иприлегающих районов можно выделить три основные областп

сразличными величинами избыточной плотности на границе раз­ дела по поверхности фундамента.

Первая область охватывает территории Южного Мангышлака

иЮжного Устюрта, в разрезе которых широко развиты пермотриасовые образования значительной мощности. Здесь плотность пород этого комплекса близка к плотности подстилающего фун­ дамента и разности в плотности не превышают 0,05 г/см3.

Вторая область расположена на площадях Красноводского п-ова и Чильмамедкумского песчаного массива, где нижнемело­ вые и юрские отложения непосредственно залегают на палеозой­ ском фундаменте. Избыточная плотность пород на границе раз­ дела 0,15—0,20 г/см3.

Ктретьей области относятся залив Кара-Богаз-Гол и восточ­ ная часть Каспийского моря. Здесь фундамент непосредственно

24

контактирует с нижнемеловыми отложениями. Избыточная плот­ ность пород на границе раздела 0,30—0,40 г/см3. Для этой облас­ ти характерно развитие интенсивных мозаично расположенных локальных гравитационных аномалий.

Из приведенной характеристики видно, что в двух последних областях, где фундамент непосредственно контактирует с юрски­ ми и нижнемеловыми отложениями, характер аномального поля силы тяжести обусловлен в основном влиянием этой границы раз­ дела. Иными словами, на характер аномального поля силы тя­ жести в этих двух областях доминирующее влияние оказывают в первую очередь форма и глубина залегания палеозойского фун­ дамента. При этом гравитационные минимумы отражают проги­ бы в фундаменте, выполненные отложениями осадочного чехла, а зоны гравитационных максимумов — соответственно участки поднятий поверхности фундамента, которым в большинстве слу­ чаев отвечают поднятия и в осадочном покрове.

Таким образом, многослойность плотностного разреза терри­ тории с разнообразными вариациями мощности осадочных ком­ плексов и величин избыточной плотности на границах раздела создает сложное аномальное поле, значительно затрудняющее геологическое истолкование результатов гравиразведки. Это об­ стоятельство еще больше сказывается при выделении локальных структур платформенного покрова.

Трансформация гравитационного поля на его составляющие производилась с использованием круговых палеток (А. Н. Тихо­ нов, Ю. Д. Буланже, 1945 г.) с радиусами осреднения 5, 10, 15, 20 и 30 км. Каждая расчетная палетка содержит восемь точек, за­ кономерно распределенных на площади. Вся исследуемая тер­ ритория на карте предварительно была разбита на квадраты со сторонам,и 2 см (10 км на местности). Все вычисленные значения наносились на географическую основу. Исходными данными для схем аномалий регионального фона явилось осреднение по вось­ ми точкам значений силы тяжести. Полученные аномалии на этой схеме отражают главным образом суммарный эффект структур­ ных и петрографических особенностей глубинных слоев. Поэтому распределение аномалий в плане позволяет судить о динамике развития земной коры, где каждая тектоническая область имеет присущую ей гравитационную характеристику. Локальные (оста­ точные) аномалии являются функцией разности между значения­ ми наблюденного поля в центре палетки и значениями аномалий на площади всей осредняющей палетки. Характер поля, полу­ ченного в результате трансформации, в общих чертах отражает структуру фундамента, где форма остаточных аномалий в боль­ шинстве случаев обусловлена структурой контактирующих двух разнородных границ: осадочного чехла и фундамента.

По полученным данным построены схемы региональных и ло­ кальных остаточных аномалий (рис. 3, 4). Общая картина распре­ деления аномалий на всех схемах почти одинаковая. Это касает­

25.

ся выдержанности основных простираний, морфологии основ­ ных аномалий, расчленения всей территории на зоны положи­ тельных и отрицательных аномалий и т. п.

На схемах региональных аномалий отчетливо выделяются две крупные области: Мангышлак-Южно-Устюртская и Карабогазская (см. рис. 3). Первая область имеет северо-западное прости­ рание и представляет собой обширную гравитационную депрес-

Рис. 3. Схема региональных гравитационных аномалии

(R=30 км).

сию, расположенную в северной части территории в пределах Южного Устюрта и восточной части Мангышлака. По материа­ лам ГСЗ данная гравитационная депрессия соответствует круп­ ной области прогибания и увеличения мощности земной коры (до 49 км). Вторая область занимает большую часть террито­ рии и выражена предельно высокими значениями силы тяжести.

•Она имеет округлую форму. В тектоническом отношении эта -область соответствует единому Карабогаз-Туаркыр-Кубадаг-

_26

Большебалханскому поднятию фундамента, выделенному по гравиметрическим данным впервые А. А. Борисовым [7]. Высокий уровень регионального поля в пределах области согласуется с воздыманием всех слоев земной коры и их относительно сокра­ щенной мощностью (до 28 км). На долю осадочного чехла прихо­ дится 6—8 км.

Рис. 4. Схема остаточных гравитационных аномалий (SAg=80 км).

(см. рис. 4), по своему строению отличаются большой дифферен­ цированностью по сравнению с полем наблюденных аномалий. По особенностям пространственного расположения остаточные аномалии в плане группируются в два типа зональности: пло­ щадной и линейный. Площадной тип зональности выражается

2?

в мозаичном расположении максимумов и минимумов силы тя­ жести в контуре крупных региональных аномалий первого поряд­ ка и соответствует крупным сводовым поднятиям фундамента. Здесь структурно-морфологические особенности остаточных ано­ малий находятся в тесной взаимосвязи с особенностями строения региональных аномалий. Линейный тип зональности имеет раз­ витие преимущественно над вилообразными поднятиями и над границами региональных аномалий. Простирание локальных ано­ малий здесь подчинено общему простиранию складчатости и кон­ туру основных структурных элементов. Как показывают резуль­ таты сопоставления, эти два типа зональности остаточных ано­ малий имеют генетическую связь с геологическим строением территории.

Таким образом, устанавливается, что: 1) трансформация ес­ тественного поля силы тяжести на его составляющие позволяет получить дополнительные данные при решении геологопоисковых задач; 2) в плане имеет место совпадение общей картины рас­ пределения аномалий при различных параметрах осреднения; это подчеркивает характер унаследованности в развитии общего структурного плана территории; 3) различные элементы транс­ формированного поля силы тяжести характеризуют различные по величине структуры территории: аномалии регионального по­ ля связаны с крупными структурами земной коры; остаточные аномалии отображают главным образом локальные структуры осадочного чехла и фундамента; 4) элементы трансформирован­ ного естественного поля по своему строению отличаются большой дифференцированностью по сравнению с полем наблюденных аномалий, что является надежной основой для тектонического районирования территории.

Районирование магнитного поля

Аномальное магнитное поле рассматриваемой территории име­ ет сложный характер и представлено рядом региональных зон и аномалий различного типа. Среди них преимущественное рас­ пространение имеют аномалии линейного и изометричного ти­ пов. Общая напряженность магнитного поля территории колеб­ лется от —200 до 800 гамм. Наиболее высокие значения приуро­ чены к южной ее части. По типу и характеру соотношения маг­ нитных аномалий территорию можно разделить на следующие региональные области (рис. 5): Центрально-Устюртская область положительных линейных аномалий; Южно-Мангышлак-Устюрт- ская область отрицательного магнитного поля; Капланкыр-За- падно-Каракумская область локальных аномалий и Карабогаз — Чильмамедкумская область изометричных аномалий.

Центрально-Устюртская область магнитных аномалий, обрам­ ляющая с северо-востока Южно-Мангышлак-Устюртскую об­ ласть, на карте выражена системой интенсивных положительных

2S

.линейных аномалий. Последние в пределах области ориентиро­ ваны по-разному: в западной части области аномалии подчине­ ны субширотному, а в восточной — субмеридиональному прости­ ранию. В таком же направлении (с запада иа восток) наблюда-

Рнс. 5. Схема аномального магнитного поля.

ется уменьшение напряженности поля от 300 до 150—200 гамм. По характеру простирания и интенсивности локальных аномалий Центрально-Устюртскую область можно разделить на три зоны: Карабаурскую, Шорджннскую и Айбугирскую.

Южно-Мангышлак-Устюртская область отрицательного маг­

29