Geum.ru

Пограничные структуры платформ черноморско-каспийского региона

Вид материалаАвтореферат диссертации

Содержание


2. Типы пограничных структур платформ
2.2. Пограничные структуры Скифской плиты
2.3. Пограничные структуры Черноморской плиты
3. Нефтегазоносность пограничных структур
Подобный материал:
1   2   3   4
1.2. Принципы систематики пограничных структур платформ

Выделение разновозрастных платформ предопределяет существование на их границах пограничных структур. В разрезе этих структур наблюдается сочетание комплексов соседствующих платформ. Примером может служить пограничная система между молодой и древней платформами. Здесь краевые массивы выступают как части комплексов основания древних платформ; краевые швы – как части геосинклинальных комплексов древних платформ, а перикратонные прогибы – как части плитных комплексов древних платформ. Что касается краевых прогибов, то они, будучи частями молодых платформ, выполняются уже орогенными комплексами. Совокупность этих разнородных элементов и называется пограничной системой. Когда речь заходит только о слоистой структуре этих систем, употребляется термин “пограничные структуры”.

Термины “краевой шов”, “краевой прогиб” и “перикратонный прогиб” прочно вошли в научный язык геотектоники с основополагающих работ Н.С. Шатского (1946, 1947); А.А. Богданова (1955); Ю.М. Пущаровского (1959); Е.В. Павловского (1959) и др. Позднее был введен термин “пограничные структуры”, как сочетание краевых швов, перикратонных и краевых прогибов, которые с учетом состава называют “краевыми системами” (Зоненшайн и др., 1966). В истории систематики пограничных структур следует отметить точку зрения, рассматривающую пограничные структуры как сочетание элементов разных по возрасту платформ (Вотах, 1976). Со временем значение пограничных структур стали осознавать и нефтяники, которые наряду с “платформенными” и “складчатыми” территориями начали выделять “переходные” (Королюк, Крылов и др., 1983; Полякова, 1986; Каштанов, 1990). Из истории вопроса систематики пограничных структур и их нефтегазоносности видны не только достижения, но и не решенные задачи. Во-первых, существует проблема неопределенности принципов систематики структур земной коры вообще и пограничных в частности. Во-вторых, провозглашая те или иные принципы, исследователи чаще всего не реализуют их сами на примере пограничных структур конкретных регионов. Нет таких работ и по югу России.

Изучение пограничных структур проводилась нами в рамках задач геостатики – построения моделей структур в том виде, в котором они предстают перед исследователем в настоящее время. Как известно, решение таких задач регулируется методологическими принципами. Например, принцип системности предписывает исследователю рассматривать естественные геологические тела как системы – пограничные системы платформ. Принцип иерархии предписывает различать среди тел разные ранги (породы, формации, комплексы, геосферы). В нашем случае при решении поставленных задач мы рассматриваем тела регионального ранга, т.е. геокомплексы разновозрастных платформ Черноморско-Каспийского региона. При структурных исследованиях использован принцип одноранговости, который при расшифровке структур предписывает определять отношения и связи только между одноранговыми телами. Поскольку принимается тезис о том, что пограничные структуры возникают на границе элементов платформ, основными из которых являются щиты и плиты, то в этом случае, щиты и плиты могут быть либо одной и той же платформы, либо разных.

Для пограничных структур платформ Черноморско-Каспийского региона такой подход позволяет наиболее однозначно проводить выделение этих структур. Тип пограничной структуры определяется нами по соседствующим элементам платформ. Например, Русская плита древней платформы – Скифская плита молодой платформы (тип ПД–ПМ), Кавказский щит юной платформы – Скифская плита молодой платформы (тип ЩЮ–ПМ), Черноморская плита юной платформы – Кавказский щит той же платформы (тип ПЮ–ЩЮ). Вид пограничных структур определяется их слоистой структурой, в разрезе которой наблюдается перекрытие комплексов одной платформы комплексами другой (чешуйчато-слоистый характер взаимоотношений). Так в Терско-Каспийском прогибе, который по строению наиболее соответствует классическому краевому прогибу, между Скифской плитой молодой платформы и Кавказским щитом юной платформы в разрезе снизу–вверх отмечены герцинский комплекс основания молодой платформы, структурный шов, юрско-нижнемиоценовый плитный комплекс молодой платформы (периплатформенный прогиб) и перекрывающий его среднемиоценово-четвертичный орогенный комплекс (предгорная орогенная впадина юной платформы). Именно такой вид сочетания комплексов в пограничной структуре соответствует краевым прогибам типа Предуральского.

Выводы. Согласно предлагаемым принципам систематики пограничные системы могут быть определены как области сочленения геокомплексов разных по возрасту платформ с присущими им типами и видами пограничных структур. При этом их тип и вид определяются характером слоистой структуры в краевых системах, выявляемой на основе отношений между комплексами как по латерали, так и вертикали.

2. ТИПЫ ПОГРАНИЧНЫХ СТРУКТУР ПЛАТФОРМ

2.1. Пограничные структуры Русской плиты

В качестве юго-восточного ограничения Русской плиты рассматриваются Прикаспийская краевая синеклиза и Воронежская краевая антеклиза.

2.1.1. Прикаспийская краевая синеклиза. Определение типа и вида этой пограничной структуры проведено в соответствии со структурным профилированием (Костюченко и др., 1998; Кононов, 1999). Тип структуры Прикаспийской впадины определяется ее положением на границе двух плит – Русской плиты древней платформы и Скифской плиты молодой платформы. Следовательно, тип ее структуры ПД–ПМ. Не менее точно по данным профилирования определяется и вид структуры. В наборе комплексов слагающих впадину обособляются (снизу–вверх): архейско-протерозойский комплекс основания, нижнепротерозойский главный геосинклинальный комплекс, верхнепротерозойский главный орогенный (авлакогенный) и палеозойский главный плитный комплексы, а также мезо-кайнозойский эпиплатформенный комплекс. По набору это комплексы, которые характерны для синеклиз древних платформ (например, для Московской синеклизы). По своему виду Прикаспийская впадина это краевая синеклиза. Наиболее близко к такому пониманию вида Прикаспийской пограничной структуры подошли С.Л. Костюченко, Л.Н. Солодилов и Д.Л. Федоров (1998). По их данным на схеме рельефа фундамента Прикаспийской синеклизы четко выделяется трог (грабен), который ориентирован с юго-запада от оз. Сарпы на восток до междуречья Б. Хобды и Урала. Глубина наиболее погруженной части этого трога достигает 20–22 км, а на плечах она составляет 8–12 км. Еще более четко авлакогенная природа Прикаспийской краевой синеклизы вырисовывается на структурном профиле по геотраверсу р. Манаш – Кара-Чаганак. Идея заложения Прикаспийской синеклизы над Центрально-Прикаспийским авлакогеном подтверждается также его структурной связью с Пачелмским и Саратовским авлакогенами (Кононов, 1999).

2.1.2. Воронежская краевая антеклиза. На отрезке между грядой Ергени (на востоке) и Донецким кряжем (на западе) граница между Русской и Скифской плитами четко выражена краевым структурным швом, разделяющим древнюю и молодую платформы по фундаментам. Их фундаменты здесь перекрыты в основном мезо-кайнозойским плитным комплексом Скифской плиты. На построенных нами на территорию Нижнего Поволжья и сопредельных районов геологических картах преднижнемеловой и предверхнемеловой поверхностей нашли отражение: во-первых, резкое несогласие между девонско-триасовым структурно-вещественным комплексом и перекрывающими его юрскими отложениями мезо-кайнозойского комплекса, а во-вторых, структурное несоответствие площадей развития этих комплексов в районе между Элистой на юге и Волгоградом на севере, т.е. сопредельных кряжа Карпинского Скифской плиты и Тормосинского прогиба юго-восточного склона Воронежской антеклизы Русской плиты. Сравнение геологических особенностей распространения юрских и нижнемеловых отложений на картах дает основание признать, что мезо-кайнозойский главный плитный комплекс Скифской плиты перекрывает в пределах юго-востока Русской плиты все ее геоструктурные элементы (восточный склон Воронежской антеклизы и Прибортовую зону Прикаспия). Время образования этого комплекса отвечает новому этапу формирования платформенных субформаций (карбонатно - терригенной юрской, терригенно - карбонатной меловой и терригенной палеогеновой), поэтому по отношению к главному плитному комплексу палеозоя древней Восточно-Европейской платформы он должен рассматриваться как эпиплатформенный плитный комплекс.

С учетом сказанного тип пограничной структуры на отрезке от западной прибортовой зоны Прикаспийской краевой синеклизы до складчатых сооружений Донбасса определяется как “плита-плита” (ПД–ПМ). Поскольку здесь в пограничной зоне юга Русской плиты наблюдается сочетание краевого структурного шва, комплекса основания древней платформы и перекрывающего его плитного комплекса вид структуры должен определяться как Воронежская краевая антеклиза, которая на востоке граничит с Прикаспийской краевой синеклизой. По фундаменту здесь их разделяет Сарпинский авлакоген, который в чехле выражен Доно-Медведицким валом с девонско-каменноугольным главным плитным и юрско-меловым эпиплатформенным плитным комплексами и при этом последний несогласно перекрывает более древний из них.

2.2. Пограничные структуры Скифской плиты

Скифская плита как структура молодой Центрально-Евразийской платформы на юге России выступает в роли структуры, расположенной между древней Восточно-Европейской платформой и складчатыми сооружениями Кавказа Альпийско-Средиземноморского пояса.

2.2.1. Южным ограничением плиты служит система Предкавказских прогибов, которая по геолого-геофизическим данным состоит из Индоло-Кубанской впадины на западе и Терско-Каспийской впадины на востоке, разделенных Ставропольским сводом с примыкающим к нему с юга Адыгейским выступом.

2.2.1.1. Предкавказский краевой прогиб. Индоло-Кубанская впадина краевого прогиба выявлена при анализе профиля по геотраверсу Орду – Керчь – Бердянск. Этот профиль важен также для понимания тектонической природы Скифской и Черноморской плит, которые имеют принципиально разный тип и вид сочленения с разделяющей их складчатой структурой Кавказа. На профиле обе плиты разобщены Прикерченским поднятием, представляющим собой переклинальное погружение Кавказа. Со стороны Скифской плиты через офиолитовый шов (Ахтырский глубинный разлом) структура Кавказа резко отделяется от мезозойско-кайнозойского плитного комплекса Индоло-Кубанской впадины, что позволяет определять здесь тип пограничной структуры как плита молодой платформы – щит юной платформы (тип ПМ–ЩЮ). Вид пограничной структуры – это Индоло-Кубанская впадина краевого прогиба.

Этот вывод конкретизируется более крупномасштабным структурным профилем по геотраверсу лиман Молочный – Керченский полуостров. На нем более детально выражен характер сочленения краевого прогиба через офиолитовый шов, имеющий в качестве продолжения Индольскую и Керченскую ветви. В Индоло-Кубанской впадине наблюдается характерное для такого вида структур увеличение мощности плитного и орогенного комплексов, максимум которой приходится на зону ветвей структурного шва. В пограничной структуре осадочные комплексы характеризуются повышенной деформированностью и проницаемостью. Поэтому в верхних этажах шов проявляется в форме грязевого диапиризма.

По своему виду Предкавказский краевой прогиб – не полный структурно-формационный эквивалент классических краевых прогибов. Так, в краевых прогибах (Предуральском, Предверхоянском и др.) всегда четко выражена предгорная орогенная впадина, выполненная классическими молассовыми формациями (угленосной, галогенной и др.). В Индоло-Кубанской впадине этот завершающий элемент представлен маломощной верхнесармат-четвертичной молассой. В основном же, впадина выполнена не орогенным, а плитным комплексом. Действительно, майкопская палеоген-неогеновая серия представляет собой не молассу, как это считается, а морскую песчано-глинистую формацию Скифской плиты.

2.2.1.2. Адыгейский массив (выступ) четко проявлен на профиле по геотраверсу Сочи – Майкоп – Кущевская. Тип и вид пограничной структуры между Кавказом и Скифской плитой в этом случае иной. Тырнаузский офиолитовый шов отделяет мезозойский геосинклинальный комплекс Кавказа от палеозойского выступа фундамента Скифской плиты, т.е. здесь соседствуют щит юной платформы со щитом молодой платформы (тип ЩЮ–ЩМ). Вид структуры обусловлен сочетанием офиолитового шва, комплекса основания молодой платформы с погружением его под чехол. Такой вид пограничной структуры следует относить к краевым массивам или выступам.

2.2.1.3. Ставропольский свод имеет четкое выражение на структурном профиле по геотраверсу Кутаиси – Тырнауз – Ессентуки – Нагутное – Ипатово. Тип и вид пограничной структуры на этом сечении принципиально остается тем же, как и на профиле Сочи – Кущевская. Кавказский щит юной платформы (ЩЮ) граничит здесь со щитом молодой платформы (ЩМ) по Тырнаузскому офиолитовому шву.

Отличие наблюдается в том, что приподнятый блок фундамента (массив) молодой платформы перекрывается местами плитным комплексом Скифской плиты с образованием пограничных зон – Лабино-Малкинского блока краевого массива и Минераловодского выступа. Вместе с тем, для этих структурных зон краевого массива характерны Минераловодские интрузии эпиплатформенного орогенеза. Они фиксируют в фундаменте зону разломов, разделяющую Минераловодский выступ от соседствующего с ним северо-восточнее Терско-Каспийского прогиба. К северу от Пшекиш-Тырнаузского шва плитный комплекс молодой платформы залегает в форме моноклинали, образуя краевую моноклизу Скифской плиты.

2.2.1.4. Терско-Каспийская впадина проанализирована по геологическому профилю по геотраверсу Тбилиси – Орджоникидзе – Моздок. На профиле четко выявляются Кавказский щит юной платформы и Скифская плита молодой платформы, разделенные Черногорским структурным швом. Почти все исследователи рассматривают Терско-Каспийскую впадину как элемент краевого Предкавказского прогиба, значительная часть которого на востоке находиться в пределах Каспийского моря. На западе Нальчикский разлом отделяет впадину от Минераловодского выступа. На севере граница впадины определяется по тектонической ступени, фиксирующей погружение блока фундамента к югу. По данным сейсмометрии поверхность фундамента погружена в Терско–Каспийской впадине на 5–11 км и испытывает подъем к северу и югу. На уровне домезозойского фундамента впадина четко вырисовывается по ограничивающим ее разломам: Черногорскому на юге, Кизлярскому на севере и Нальчинскому на западе. Внутреннее крыло прогиба, и зона передовых складок выделяются под названием моноклинали Черных гор, которая осложнена лишь куполовидными поднятиями типа Датых и Беной. Кроме этого на юге впадины обособляется Дагестанский выступ, разделяющий субмеридиональную Сулакскую и субширотную Северо–Апшеронскую впадины.

Терско–Каспийская впадина отнесена к краевому прогибу на основании следующих признаков: во-первых, увеличения мощности плитного комплекса молодой платформы перед щитом юной и, во-вторых, наличия структурного шва на границе этих платформ. Этот признак прослеживается у всех впадин краевых прогибов. Вместе с тем, он выступает как необходимый, но еще недостаточный признак для отнесения впадины к прогибу. Так, в Терско-Каспийской впадине подобно Западно-Кубанской, орогенный комплекс юной платформы выражен слабо. Внутренняя структура впадины также отличается от классических краевых впадин. Терско–Сунженское поднятие делит ее две впадины: Терско–Сунженско–Сулакскую на севере и Осетино–Чеченскую на юге. Перечисленные особенности строения Терско-Каспийского прогиба позволяют нам отнести его к Предкавказскому краевому прогибу, оживившемуся на краю молодой платформы перед щитом юной платформы. Следовательно, краевой прогиб – это многоэлементная система, включающая впадины, своды, краевые массивы и выступы.

2.2.2. В качестве пограничных структур Скифской плиты северного обрамления рассматриваются складчатые структуры краевого поднятия Донбасса, его продолжение под чехлом – вал Карпинского (краевая плита Карпинского), а также Северо-Азовский периплатформенный прогиб.

2.2.2.1. Краевая плита Карпинского. Для понимания типа и вида краевых структур северной части Скифской плиты использованы структурные профили по геотраверсам Кущевская – Миллерово – Урюпинск, Котельниково – Ставрополь –Невинномыск – Черкесск – Карачаевск и Астрахань – Черный рынок. По поверхности фундамента в пограничной зоне четко вырисовывается система приподнятых по разломам горстов, разделенных узкими грабенами с мощностью чехла до 3,5 км. Это приподнятая блоковая система фундамента Скифской плиты известна в литературе под названием “кряж Карпинского”. Она прослеживается от побережья Каспия (на востоке) до Донецкого кряжа (на западе), в котором этот фундамент выходит на поверхность, представляя собой Донецкий щит. В этой части тип пограничный структуры Скифской плиты определяется как ЩЮ–ПД, а вид – краевой шов. В целом, геоморфологически “кряж Карпинского” выражен Сальско-Мынычской грядой, отражающей систему валообразных структур в плитном комплексе молодой платформы, что позволяет определить тип пограничной структуры как ПМ–ПД. Учитывая проявления блоковой структуры фундамента в чехле молодой платформы в виде валов на краю молодой платформы, вид этой пограничной структуры можно назвать краевая плита Карпинского. Она прослеживается и на дне Каспийского моря, на восточном берегу которого в результате ундуляции шарнира фундамент приподнимается также как и в Донецком кряже, представляя Мангышлакскую зону поднятий.

2.2.2.2. Приазовская краевая плита. Структура выявлена при анализе геотраверса Кущевская – Миллерово – Урюпинск, а также целого ряда других профилей. Здесь она выступает подобно пограничным структурам, тип которых определен как ПМ–ПД, при этом пограничная система представлена структурным швом, разделяющим архейско-протерозойский фундамент Приазовского выступа (Азовского вала) Восточно-Европейской платформы от палеозойско-нижнемезозойского фундамента Скифской молодой Центрально-Евразийской платформы. Над структурным швом располагается плитный комплекс, перекрывающий эти разнородные блоки. Такой вид пограничной структуры, в котором сочетаются комплекс глубинного разлома и плитный комплекс следует относить к виду краевых плит. В данном конкретном случае в ее качестве выступает Приазовская краевая плита.

2.3. Пограничные структуры Черноморской плиты

Определение типов и видов пограничных структур Черноморской плиты осуществлено по структурным профилям через Западночерноморскую и Восточночерноморскую синеклизы Черноморской плиты (Туголесов и др., 1985, 1993). Выделены три вида пограничных структур: Причерноморская краевая моноклиза на западе плиты, Туапсинский периплитный прогиб на ее востоке, а также Прикрымская краевая флексура.

2.3.1. Причерноморская краевая моноклиза выявлена при построении профиля, на котором Черноморская плита юной платформы граничит со Скифской плитой молодой платформы в северной шельфовой части запада Черноморской плиты, представляя собой тип плита – плита (ПЮ–ПМ). Здесь кайнозойский плитный комплекс перекрывает мезозойский плитный комплекс, при этом плитные комплексы обеих платформ залегают почти горизонтально. При более точных структурных построениях обнаруживаются малоамплитудные поднятия и опускания, особенно проявляющиеся с глубиной. Наиболее крупная отрицательная форма – Каркинитский прогиб, в самой глубокой части которого кровля мела опущена до глубины 4–4,5 км. Южнее от него вырисовывается приподнятая зона с неглубоким залеганием кровли мела – Добруджско-Крымское поднятие. Еще южнее по кровле мела вырисовывается краевая ступень (флексура, переходящая с глубиной в глубинный разлом). Эта ступень представляет собой северное ограничение Западно-Черноморской синеклизы. Моноклинальный характер залегания плитных комплексов в пограничной структуре (от Украинского щита до Западно-Черноморской синеклизы) позволяют называть такой вид структуры Причерноморской краевой моноклизой. В качестве комплекса основания в ней выступают разделенные блоки мезозоид и палеозоид.

2.3.2. Прикрымская краевая флексура. Структура выявлена при построении структурного профиля, на котором Черноморская плита юной платформы граничит с Крымским щитом юной платформы, представляя тип пограничной структуры плита – щит (ПЮ–ЩЮ). Крымский щит – это выход на поверхность фундамента юной платформы (геосинклинального и орогенного комплексов мезозоид). Для определения вида пограничной структуры существенно, что кайнозойский плитный комплекс юной платформы перекрывает глубинный разлом, который проявляется в нем в виде флексуры. Поэтому этот вид пограничной структуры может быть назван Прикрымской краевой флексурой.

2.3.3. Туапсинский периплитный прогиб. Он выявлен при анализе профиля, на котором Черноморская плита юной платформы соседствует с Кавказским щитом юной платформы, представляя тип ПЮ–ЩЮ, т.е. тот же тип, что и в случае установления Прикрымской краевой флексуры. Однако вид пограничной структуры здесь другой: Черноморская плита сочленяется с Кавказским щитом через структурную пару вал Шатского и Туапсинский прогиб.

Туапсинский прогиб закартирован морской сейсморазведкой МОГТ по отражающему горизонту II-а в кровле эоцена. Южное крыло Туапсинского прогиба очень пологое и амплитуда его в два раза меньше, чем северного. Кровля эоцена на перегибе вала Шатского залегает на глубинах 3,5–5 км и перекрывается неоген-четвертичными формациями. Вал Шатского отделяет Туапсинский прогиб и от Восточно-Черноморской синеклизы, с которой он сочленяется по флексурному перегибу, расположенным над структурным швом. Мощность маркирующей майкопской формации в центральной части прогиба достигает 5 км и выклинивается на крыльях. Выше залегающие формации кайнозоя, в отличие от майкопа, располагаются на валу Шатского, и в Туапсинском прогибе сплошным покровом, фиксируя “главный плитный комплекс” юной платформы. Следовательно, пограничная структура между щитом юной платформы и ее плитой здесь представлена структурной парой – валом и прогибом. Такой вид сочленения можно назвать периплитным прогибом. Его нельзя путать с краевым прогибом, который закладывается на границе совсем другого типа пограничных структур: плита древней платформы – щит молодой платформы (ПД–ЩМ), как в классическом Предуральском краевом прогибе, или плита древней платформы – щит юной платформы (ПД–ЩЮ), как в Приверхоянском прогибе.

3. НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ ПОГРАНИЧНЫХ СТРУКТУР