Читайте также:
|
Одной из спорных тем в современной геологии является тема происхождения и взаимоотношений геологических структур Урала и Западной Сибири. На этот счет существует целый ряд предположений и гипотез, они высказываются на протяжении уже более 50 лет. Свой вклад в понимание истинной природы геологических процессов, происходящих на стыке Уральского орогена и Западно-Сибирской плиты вносит и геосолитонная концепция. На рисунке 37 приведен фрагмент карты гравитационного поля в районе Северного Урала и прилегающих к нему участков Западно-Сибирской и Русской платформы. Первое, что бросается в глаза, – высокая контрастность величин гравитационного поля. Самые максимальные значения положительного гравитационного поля сконцентрированы вдоль осевой линии Урала. Гравитационные минимумы, соответствующие предуральским прогибам с востока и запада, имеют совершено несимметричный вид. Ярко выраженный широкий и по-настоящему глубокий гравитационный минимум отмечается в районе предгорного прогиба Русской платформы и соответствует территории Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Совершенно иначе выглядит гравитационное поле в зоне сочленения Урала и Западной Сибири. Здесь проявляются локальные гравитационные максимумы, субпараллельные главной линии гравитационных максимумов Уральского орогена, расположенные уже на территории Западной Сибири. Отмечаются здесь и локальные гравитационные минимумы. На этой карте четко выделяется Березовский нефтегазоносный район, где в 1953 году было открыто первое в Западной Сибири месторождение углеводородов. Гравитационные минимумы, как известно, являются признаками существования перспективных нефтегазоносных провинций.
Геосолитонная концепция дает объяснение этой гравитационной карте: максимумы гравитационного поля, соответствующие орогенной части Урала, указывают на глубокую связь корней Урала с плюмной тектоникой, с плюмами, выходящими из земного ядра и проникающими в нижнюю мантию. Высокая плотность вещества внутри этих плюмов является главной причиной повышенных значений гравитационного поля в орогенной части. Основанием для такого утверждения является установленная в конце ХХ века закономерная связь между максимумами гравитационного поля Земли и наиболее яркими вулканическими дугами. Те и другие соответствуют зонам максимальной активности плюмной тектоники. Практически на всей территории современной России, от Балтики до Тихого океана, уверенно можно выделить только две ярко выраженных вулканических дуги со значительными величинами положительных аномалий гравитационного поля: Урал и Камчатско-Курильская дуга. Необходимо обратить внимание на то, что на восточном склоне Урала выделяется узкий гравитационный минимум, отделяющий главный ороген Урала от намечающихся гравитационных максимумов, расположенных значительно восточнее, и разделяющих Уральскую зону предгорных прогибов от Березовского нефтегазоносного района, что четко видно на рисунке 37.
ОАО «Хантымансийскгеофизика» были проведены специальные исследования строения площади, находящейся в этом районе, так называемой Сарманской площади. По результатам геолого-геофизической интерпретации геофизических материалов по Сарманской площади удалось установить роль геосолитонных механизмов в формировании геологических перспективных нефтегазоносных объектов в районе сочленения Урала и Западной Сибири.
Традиционно считалось, что складчатые структуры Уральского пояса, занимающие существенно большую площадь и прослеживающиеся в фундаменте Западно-Сибирской плиты к востоку от Уральской обнаженной части на 200-400 км, перекрыты чехлом мезо-кайнозойских отложений и представляют часть эпигерцинской платформы. В новой геосолитонной интерпретации, наоборот, отмечается чрезвычайно высокая локальность тектонических процессов в зоне сочленения Урала и Западной Сибири, которая выразилась здесь в чередовании минимумов и максимумов гравитационного поля. Заметим, что в районе сочленения Русской платформы с Уралом такой локальности не отмечается.
В целом геологический разрез района на Восточном склоне Урала имеет два структурных этажа: первый - залегающие в нижней части разреза, литифицированные палеозойские образования (считалось, что они аналогичны одновозрастным образованиям обнаженной части Уральского орогенного пояса) и второй, залегающий выше, - перспективные нелитифицированные отложения мезозойско-кайнозойского возраста переменной мощности (по данным сейсморазведки – примерно от 800 до 2000 м).
Сегодня существуют, по крайней мере, две по сути различные геолого-тектонические концепции геологических процессов формирования основных структурных тектонических форм на данной территории. Первая, наиболее старшая и широко поддерживаемая традиционной русской геологической школой в XIX и XX веках, – геосинклинальная концепция. Вторая, модная во второй половине XX века в европейской и американской геологических школах,– концепция тектоники литосферных плит. Выдающийся австралийский геолог У. Кэри не только разработал и предложил новую теорию эволюции «расширяющейся Земли», доказав несостоятельность сжатия и субдукции в концепции тектоники литосферных плит, но и показал, что геосинклинальная концепция находит подтверждение и развитие в концепции расширяющейся Земли (У. Кэри – 1991). Позднее концепцию расширяющейся Земли развивает русский геолог В.Ф. Блинов (1973,1975, 1977, 1982, 1983, 1984, 2003) Геосолитонная концепция по своей геологии находится ближе к концепции «расширяющейся земли», поэтому мы будем рассматривать ее в качестве продолжения и развития идей как старых русских геологов -«геосинклинальщиков», так и идей У. Кэри и В.Ф. Блинова.
В модели расширяющейся Земли на всех стадиях развития геосинклинали происходит однонаправленное движение сначала подкоровых, а затем внутрикоровых диапиров всегда субвертикально: вверх или вниз. Циклическая пульсация Земли, при которой фаза расширения, характеризующаяся раскрытием или разрастанием океанских впадин, сменяется фазой сжатия, находила поддержку и объяснения в России и в советские времена. Пульсации – это альтернатива простому расширению, но научно обоснованные и достаточно убедительные объяснения причин пульсации появляются только в геосолитонной концепции. В прежних работах явлению пульсирования объяснений не было, так же как не было и в работах У. Кэри и В.Ф. Блинова. Прежние объяснения изменений расширения Земли часто были связаны с устаревшими представлениями о том, что орогенез, образование гор, подразумевает обязательно сжатие, сокращение земной коры. Однако были и другие точки зрения, в частности, группа геологов, возглавляемая В.В. Белоусовым, стояла за отказ от контракционной теории, то есть, теории сжатия, утверждая, что орогенез - это, в первую очередь, процесс вертикальных движений, обусловленных, как считал В.В. Белоусов, силой тяжести. Эту точку зрения целиком поддерживал У. Кэри (1991). Геосолитонная концепция тоже связана с этим процессом, но она позволяет понять процесс значительно глубже, поскольку цикличность пульсации Земли связана с цикличностью фаз дегазации: дегазация глубинного, тяжелого протонного газа приводит к сжатию, а дегазация легких газов, образующихся в верхней части мантии и земной коре, приводит к расширению. Впервые появился механизм, объясняющий цикличное сжатие и расширение: процессы эти связаны с исключительно вертикальными движениями, имеющими геосолитонную природу. Особенность фазы сжатия под действием протонного газа заключается в том, что протонный газ растворяет, превращает в воду часть земной коры, сокращая тем самым толщины континентальной земной коры, превращая ее в более тонкую океаническую кору. При легкой дегазации происходит диапиризм – вспучивание, увеличение толщин земной коры, сопровождающееся ростом гранитного слоя и превращением первоначально океанической земной коры в континентальную.
Предположение о том, что расширение и сжатие, то есть пульсация, Земли связана с космологической причиной, с преобразованием космического эфира в весомое вещество внутри звезд и планет, впервые была высказана в России И.О. Ярковским в 1889 году. В 1933 году в Берлине, независимо от Ярковского, немецкий ученый Г. Хильденберг пришел к идее о вековом возрастании массы. А в 1976 году в Австралии к этому же выводу пришел У. Кэри. Как продолжение работ И.О. Ярковского выступает и геосолитонная концепция. Вполне определенно У. Кэри высказался по поводу горизонтальных движений и надвиговых элементов: «Все грандиозные надвиги, которые можно видеть в Альпах и Гималаях, – это неизбежное следствие диапирового орогенеза» (У. Кэри - 1991).
Однако механизмы, объясняющие первую стадию растяжения континентальной коры У. Кэри и в геосолитонной концепции различны: по мнению У. Кэри, на первой стадии происходит растяжение континентальной коры, когда мощность ее постепенно убывает до нуля. В центральной части растяжения (непосредственно над подкоровыми диапирами) располагается глубокая эвгеосинклиналь с активным и неустойчивым дном, множеством локальных разломов, рифтовых долин. По этим разломам вверх из горячего ядра, якобы поднимающегося внутри мантии диапира, поступают горячие газы и расплавленные вещества. Осадконакопление здесь идет очень быстро, сопровождается землетрясениями и оползневыми процессами.
Эти процессы полностью сохраняются в геосолитонной концепции и применимы, например, для формирования Урала, но имеют совершенно другое объяснение. Действительно, происходит уменьшение мощности земной коры, но в геосолитонной концепции это уменьшение происходит в результате растворения под действием поднимающихся протонных и водородных газов, растворяющих земную кору. При этом континентальная кора превращается в океаническую кору, на этом месте образуются моря и океаны. В самых активных частях океанизации континентальной коры происходит самое глубокое опускание земной коры с «неустойчивым дном», как и в гипотезе У. Кэри, но эта неустойчивость объясняется уже растворяющим действием поднимающихся глубинных газовых потоков. При этом образуется множество локальных разломов, а точнее, геосолитонных трубок, рифтовых долин – очагов повышенной концентрации геосолитонных трубок. По всем этим геосолитонным трубкам или системам трубок вверх поднимаются из холодного земного ядра водородные газы, которые, попадая из области высокого давления в область низкого, расширяются, нагреваются и способны расплавлять вещество. То есть расплавление вещества действительно происходит (как и в гипотезе Кэри), но оно вызвано термодинамикой водорода. Осадконакопление действительно быстрее всего идет в осевых центральных частях погружающейся земной коры. Геосолитонная концепция, таким образом, во многом повторяет все процессы, которые были описаны в концепции «расширяющейся Земли» У. Кэри, но механизм этих процессов совершенно иной.
В миогеосинклинали – зоне более пологого прогиба, расположенного на периферии от центрального подъема плюмов, то есть главной зоны будущего активного орогенеза, осадконакопление идет более медленно. Дно миогеосинклинали более устойчиво, там нет поднимающихся водородных струйных потоков, а опускается это дно в силу того, что активные землетрясения в осевой части орогена создают множество дилатансионных трещин, включающих своеобразный «вакуумный насос», который втягивает в осевую часть орогенеза все подвижные флюиды и нелитифицированные осадки. В результате образуются зоны прогибов вокруг орогенного «вакуумного насоса». Такие элементы можно сегодня наблюдать в Тихом океане, вблизи Камчатско-Курильской вулканической дуги и других дуг Тихого океана, где активный вулканизм, связанный с выходом водорода из земного ядра, сопровождается активным погружением прилегающих периферийных участков, приводящим к образованию так называемых океанических желобов, то есть глубоких впадин с пониженным значением гравитационного поля. Вот почему в окрестности орогенной вулканической дуги, где наблюдается максимум гравитации, по периферии находятся гравитационные минимумы: там идет легкая дегазация, нет тяжелой дегазации, и оттуда вытягивается все, что может быть вытянуто «вакуумным насосом» в осевую часть вулканической зоны. Дно миогеосинклинали поэтому более устойчиво, чем дно эвгеосинклинали, концентрация и размеры отдельных геосолитонных трубок здесь гораздо меньше, чем в эвгеосинклинали. Но землетрясения здесь тоже продолжаются. Анализ современных подобных пар «вулканическая дуга – океанический желоб» проведен ранее в работе авторов Р.М. Бембель, В.М. Мегеря, С.Р. Бембель (2003) на примере вулканической дуги в Атлантическом океане, называемой дугой Скоша, и прилегающего к ней океанического желоба.
На второй, уже инверсной стадии развития геосинклинали – орогенной фазе складчатости, происходит прорыв диапира, выход по геосолитонным трубкам за счет дегазации глубинного вещества и энергии на дневную поверхность, этот прорыв сопровождается вулканизмом и горообразовательными процессами. При этом типы пород различны: граниты, вулканиты, серпентинитовые пояса, офиолиты, перемещенные геосолитонной дегазацией непосредственно из мантии в верхнюю часть земной коры и на дневную поверхность, которые тесно сочетаются в разрезе с эвгеосинклинальными осадками. Заметим, что развиваемая нами геосолитонная концепция, на основе которой в данной работе даются рекомендации по поиску и разведке залежей углеводородов, находится в полном согласии и соответствии с геосинклинальной концепцией В.В. Белоусова и концепцией «расширяющейся Земли» У. Кэри и В.Ф. Блинова. Отсюда становится ясным наше предпочтение и повышенное внимание к геологическому строению и тектонике Урала и Западно-Сибирского сегмента земной коры с позиции геосинклинальной концепции. Более того, можно считать, что одним из важнейших геологических результатов геосолитонной интерпретации материалов является выделение этой особой формы геологического процесса и выявление в районе сочленения Урала и Западной Сибири узкого молодого альпийского складчатого пояса.
Тектоническая активность Уральского орогена проявляется на протяжении всего фанерозоя, что является очередным аргументом в подтверждение геосинклинальной концепции. Юрские образования нижней части разреза, объединенные в структурно-формационные комплексы, которые по возрасту и составу могут и не быть аналогами соседних уральских, хорошо выделяются методом сейсмостратиграфического анализа на временных сейсмических разрезах. На этих разрезах четко видно, как, почти не меняя мощности, структурно-формационные комплексы юрских, нижнемеловых и верхнемеловых отложений резко воздымаются с востока на запад в районе самого устойчивого в восточной части Уральского орогена. Следовательно, геосолитонная активность в пределах Уральского орогена постепенно смещается с запада на восток, образуя в самой восточной части область молодого альпийского складчатого пояса
Мезо-кайнозойский платформенный этаж имеет собственные характерные структурно-морфологические особенности, унаследованные от более древних палеозойских структурно-тектонических элементов. На исследуемой площади выделяется узкий альпийский складчатый пояс, представляющий область сочленения между складчатым Уральским поясом и Западно-Сибирской плитой. Сам механизм структурно-тектонической унаследованности впервые в геосолитонной концепции находит непротиворечивое и понятное объяснение: сама тектоническая унаследованность является результатом переменной во времени активности геосолитонного диапиризма.
Преобладание унаследованности над инверсионностью в знаках структур мезо-кайнозойского комплекса и структур верхнего палеозоя скорее указывает на парагеосинклинальный режим эволюции верхней части земной коры от силура до кайнозоя в зоне сочленения Западной Сибири и Урала. По В.В. Белоусову, уральская геосинклиналь в девоне и карбоне развивалась в эвгеосинклинальном режиме,то есть имела ярко выраженные две стадии: офиолитовую и инверсную. Кстати, эвгеосинклинальный режим существовал и в Западной Сибири, по мнению В.В. Белоусова (1975), но было это лишь в раннем палеозое: в кембрии и ордовике.
Новым дополнением к известной модели Уральской герцинской геосинклинали (по В.В. Белоусову) является значительное омоложение второй инверсной фазы восточного края Уральского орогенного пояса. Речь здесь идет не о неотектонической активности, которая уже давно была доказана для Урала и Севера Западной Сибири геологами, занимавшимися четвертичными отложениями. Новые данные в этом случае получены на основе сейсмостратиграфической и сейсмотектонической интерпретации временных разрезов 24-кратного MOB ОГТ, характеризующих более чем 5-километровую толщу геологического разреза в зоне сочленения Урала и Западной Сибири.
Однако по имеющимся материалам уже можно сделать заключения, приводящие к новым геологическим представлениям:
Во-первых, получены разрезы вкрест простирания Саранпаульской моноклинали (зона сочленения Урала и Западной Сибири), угол падения которой по сейсморазведочным материалам с запада на восток достигает от 30° до 43°, а глубина изучения геологического разреза превышает 5 – 7 км. Более того, по 15 субширотным профилям MOB ОГТ на Сарманской площади четко фиксируется сохранение толщин сейсмостратиграфических комплексов мезозойского разреза (от горизонта А до горизонтаС, то есть в геохронологической привязке от нижней юры до палеогена). Следовательно, во всем этом геохронологическом интервале времени все отложения нынешней Саранпаульской моноклинали формировались в мелководно-морском бассейне, удаленном так далеко от западных источников сноса материала, что этот снос практически не повлиял на сейсмофациальную картину на сейсмических разрезах. И только после отложения палеогеновых толщ (около 15-20 млн. лет назад) произошла мощная инверсная фаза геосинклинального режима. Во всем мире палеогеновый период известен как период формирования складчатой структуры альпид и возникновения осевых частей современных Альп, Пиренеев, Карпат, Крыма, Кавказа, Копетдага, Памира, Атласа, Гималаев. Горообразование всегда сопровождалось образованием глубоких предгорных прогибов на прилегающих к этим орогенным поясам частях платформ. Все эти общие черты процессов альпийской складчатости проявили себяи наисследованной территории Сарманской площади.
Во-вторых, общая высота подъема превысила 2000 м, а в сводовой части диапира эта высота была еще больше. Всего в 10 км от местоположения проекции осевой части предгорного прогиба на Восточном Урале в мелких скважинах вскрыты осадочные известняки, глинистые известняки, мраморизованные известняки, глинистые сланцы, кремнисто-глинистые, углистые, хлорито-глинистые, карбонатно-алевритовые породы девонского и карбонового возраста. Осадочные отложения тесно перемешаны с эффузивами, природа образования которых в геосолитонной концепции связана с активными прорывами газовых водородно-гелиевых смесей. В самом предгорном прогибе, на удалении всего 10 километров на восток от орогенного Урала можно ожидать, скорее всего, проявления того же осадочного комплекса на глубинах, которые легко определить по оценке углов наклона – эта глубина будет составлять около 6 км..
Одна из удивительных особенностей рисунка сейсмических отражений на склоне Саранпаульской моноклинали – это отсутствие каких-либо признаков дизъюнктивной тектоники нарушений, что свидетельствует о монотонном и относительно медленном подъеме сводовой части Саранпаульской моноклинали, соответствующей восточному борту Урала. Если этот подъем на 6000 м происходил даже всего за 1 млн. лет, то средняя скорость вертикальных движений была 600000/1000000 = 0,6 см /год. Получается вполне приемлемая величина относительно невысокого темпа роста восточного склона Урала.
В-третьих, внутри выявленного узкого предгорного прогиба в пределах исследованного участка, не превышающего в поперечнике 15-20 км, на временных сейсмических разрезах выделяются четыре линейные цепи положительных диапировых форм (геосолитонных элементов) субмеридиального простирания в палеозойском и мезозойском комплексах этого предгорного прогиба. Самая западная цепь (назвали ее Саранпаульской, так как она проходит по восточному борту Саранпаульской моноклинали) соответствует, видимо, простиранию тектонических элементов Восточного Урала, и поэтому предположительно имеет тот же возраст заложения положительных структурных элементов, то есть палеогеновый.
На схеме Саранпаульская цепь совпадает с наиболее крутым склоном Саранпаульской моноклинали, имеющим направление падения в настоящее время с запада на восток. До палеогеновой инверсной фазы на месте сегодняшней Саранпаульской моноклинали находилась предгорная депрессия более западных и более древних по возрасту горных цепей Урала. Поэтому падение угла наклона пластов в диапазоне палеозойских и мезозойских комплексов могло быть обратным, то есть с востока на запад. Следовательно, на современном западном борту Саранпаульской моноклинали в районе геосолитонных очагов нефтегазогенерации, образующих Саранпаульскую цепь геосолитонных локальных поднятий, можно ожидать литологические ловушки, заполненные углеводородами (УВ) при палеогеновой тектонической активности. В мировой практике известно, в частности, одно из крупнейших нефтяных месторождений с подобной геологической историей – Ист-Тексас в США. Геосолитонные трубки Саранпаульской цепи были достаточно тектонически активны для процессов нефтегазогенерации, но не настолько, чтобы деструктировать осевую часть субвертикальных зон деструкции (СЗД) и тем самым разрушить покрышки возможных залежей УВ.
Такое «волнообразное» продвижение в геологическом времени процессов горообразования на Урале с запада на восток не только представляет чисто теоретический интерес для геологии, но и дает практические ориентиры для поисков, разведки и разработки залежей УВ на тех тектонически активных трубках, которые сегодня уже являются очагами вулканогенных и магматических процессов.
Роль таких ориентиров играют на изученном участке выявленные цепи и одиночные геосолитонные тектонические элементы. Дискордантно, под углом около 30° к основному направлению простирания Саранпаульской геосолитонной цепи диапиров, пересекает ее вторая, Сарманская цепь геосолитонных диапиров. Эти две цепи пересекаются в северо-западной части исследованного участка, образуя здесь одну из самых нефтеперспективных зон. По линии простирания Сарманская цепь пересекает весь ороген Урал и генерализуется с простиранием Тиманского кряжа, где развиты силурийские и девонские рифогенные карбонатные постройки, образовавшиеся в палеозойское время на геосолитонных трубках того же простирания, что и Сарманская цепь диапиров.
В мелких скважинах на Урале на продолжении Сарманской цепи были обнаружены известняки. Поэтому можно полагать, что в отложениях силура и девона в выявленном предгорном прогибе, особенно на раннепалеозойских геосолитонных диапирах Сарманской цепи, следует ожидать карбонатные коллектора с хорошими емкостными свойствами.
Ослабление тектонической активности диапирового характера Сарманской цепи геосолитонных трубок в мезозое (исключение составляет повернутая в северо-западном участке зона пересечения Сарманской структуры) проявилось в очень слабой унаследованности положительных структурных элементов палеозоя в строении мезозойского комплекса на этой цепи дапиров.
Первая депрессионная долина, разделяющая Саранпаульскую моноклиналь и Сарманскую геосолитонную цепь диапировых поднятий, имеет треугольную форму в плане с расширением в южном направлении. В осевой части этой депрессии выделяется целый ряд малоразмерных геосолитонных диапиров, образующих свою короткую цепь, на севере сливающуюся с Сарманской цепью, а на юге имеющую продолжение в южном направлении за пределами изученного участка.
Практический интерес к подобным малоразмерным в плане геологическим объектам вызван, прежде всего, возможностью обнаружения чрезвычайно больших этажей нефтегазоносности в осевой части предгорного прогиба. Следует отметить, что абсолютный мировой рекорд по величине извлекаемых запасов с 1 км2 залежи принадлежит именно такому типу месторождений в Иране (нефтяное месторождение Ага-Джари имеет плотность извлекаемых запасов 124,2 млн. т/км2) (Нестеров И.И., Потеряева В.В., Салманов Ф.К. - 1975).
Южно-Сарманская геосолитонная цепь диапировых поднятий имеет простирание на северо-северо-восток. На основании сейсмотектонического анализа можно заключить, что возраст этих геосолитонных трубок значительно моложе, чем у Сарманской цепи. Поэтому вероятность встречи в палеозойском комплексе цепи рифогенных построек молодых диапиров гораздо меньше, но здесь могут быть одиночные карбонатные постройки, которые аналогичны Сарманским диапирам, они могли получить импульс углеводородной генерации в палеогеновом тектоническом цикле.
Итак, на восточном склоне Урала в выявленном узком предгорном прогибе следует ожидать целый ряд богатых месторождений нефти и газа. Вспомним, что самые богатые нефтегазоносные территории в мире в основном сосредоточены в предгорных прогибах относительно молодых альпийских складчатостях. Поэтому предуральский восточный предгорный прогиб, тоже соответствующий альпийской складчатости, имеет значительные перспективы в разведке. Следует заметить, что пока на территории этой перспективной зоны не было пробурено ни одной скважины.
Вот один из результатов геолого-геофизической интерпретации, построенной на основе геосолитонной дегазации Земли, с целью поисков и разведки углеводородов.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 144 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
|