Науки о Земле Общая и региональная геология
Эльсаед Зейнэльабдейн Х.А., аспирант Серкеров С.А., профессор, зав. кафедрой, академик
Мохамед Абдалла Е.А., соискатель (Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина)
ТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА МЕЛУТ (СУДАН) ПО ДАННЫМ ВТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГРАВИТАЦИОННОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ
1. Введение
Район исследований Мелут, рассматриваемый в данной работе, находится на юго-востоке Судана. Он простирается в северо-западном направлении. Максимальная ширина бассейна - около 100 км. Бассейн ограничен долготами 32° 00' 00" В и 34° 00' 00" В и широтами 8° 00' 00" и 10° 45' 00" С (рис. 1).
Рис. 1. Карта местоположениоя исследуемого района
Мелут принадлежит к рифтовым бассейнам центрального Судана, в состав которых входят также бассейны Муджлад, Синий Нил, Баггара, Хартум и Руат. По сейсмическим данным установлено, что наиболее мощные отложения (13500 м) накоплены в самых глубоких частях впадин этих бассейнов [3], которые относятся к центральноафриканской рифтовой системе, которая простирается от впадины Беню в Нигерии до северной Эфиопии (рис. 2). Рифтовая система начала развиваться в раннемеловое время в процессе раскола Гондваны и отделения Южной Америки от Африки [1]. Формирование всех этих бассейнов происходило под действием межкратонными растягивающими силами, в результате раскрытия Атлантики [2]. Движения по направлениям главных разломов продолжились и в более позднее время и привели к формированию нескольких глубоких впадин, ограниченных сбросами.
Рис. 2. Центральноафриканские рифтовые бассейны и южносуданские бассейны
Мелут аналогичен другим рифтовым бассейнам Центрального Судана по осадочному составу. Он сложен мощными плотными и рыхлыми обломочными отложениями, наколенными в континентальных средах. Эти осадочные отложения являются речными, аллювиальными, озерными, прибрежными и дельтовыми. Они состоят из песков, песчаников, илов, алевритов, глин и аргиллитов, присутствуют также конгломератные песчаники (в меньшей степени). В разрезе исследуемого бассейна принимают участие породы меловых, палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложений. Наличие более древних отложений до сих пор не доказано.
2. Вычисление производных гравитационного и магнитного полей
Для того, чтобы выполнить районирование исследуемой территории по данным гравитационного и магнитного полей в районе разведочной площади Мелут были выполнены расчеты вторых вертикальных производных гравитационного и магнитного поля по формуле.
Их(х,у) = 4 { и*) - [ (Их(!-1) + Их(1+1) + Иха+1) + Иха-1) ) / 4 ] } / Б2,
где Б - площадь выбранного радиуса осреднения поля.
Производные от составляющих гравитационного или магнитного поля имеют повышенную чувствительность к неглубоко залегающим аномальным по плотности или намагниченности тектоническим структурам. Вследствие этого они подчеркивают локальные особенности исследуемой территории и дают возможность более правильно провести ее тектоническое районирование. Это связано с тем, что значения производных быстрее затухают с расстоянием от источника поля (геологической структуры), чем исходные аномалии, причем тем быстрее, чем выше порядок производной. И чем выше степень затухания гравитационной или магнитной аномалии, тем меньше отражается в ее форме влияние других соседних геолого-тектонических объектов. Вследствие этого на картах производных места расположения неглубоко залегающих, отдельно расположенных геолого-тектонических объектов - источников гравитационного или магнитного поля, в плане локализуются более четко, чем по изолиниям исходного поля. Кроме того, этим объясняется хорошая горизонтальная разрешающая способность производных поля, то есть их способность в разделению влияния от нескольких близко расположенных в плане тектонических объектов.
3. Результаты и их обсуждении
Расчеты велись по 20 меридиональным профилям с юга на север через всю исследуемую территорию Мелут. Примеры результатов расчетов вторых производных гравитационного поля по четырем типичным профилям представлены на рис. 3.
Профил № (1)
2
5
2 1
X
X 0
5
ш <о
-1
^ 4> # 9? Ф Л?
Дистанция (км)
Профил № (4)
1
0.5 0
-0.5 -1
„Л Уч/ г<
'V V ™ <о Щ °Г
Дистанция (км)
Рис. 3. Профилы второй прозводной гравитационного поля бассейна Мелут (Судан)
Аналогичные результаты расчетов вторых производных магнитного поля по четырем типичным профилям представлены на рис. 4.
60 40 20 0
-20% -40 --60
-80 --100
Профил №. (1)
/ IV
Л /
А <
¿4 <Р & & Ф <Р ^ ^
/
Дистанция (км)
Профил № (16)
6
) 4 н 2
? 0
ей
Дистанция (км)
Профил № (4)
15 10
Р
5. 5 (0
1 0
I -5'
ш
Сй
-10 -15
Г\ д
<Р Др> ,<р
15 10
£ 5 то 0
! -5' 5 -10
т
-15 -20
Дистанция (км)
Профил № (20)
Дистанция (км)
Рис. 4. Профилы второй прозводной геомагнитного поля бассейна Мелут (Судан)
Используя полученные цифровые данные по равномерной прямоугольной сетке, были построены цифровые карты вторых производных гравитационного поля (рис. 6) и вторых производных магнитного поля (рис. 5). Анализ карты вторых производных магнитного поля территории Мелут показывает, что структура магнитного поля крайне неоднородна по форме, размерам и амплитуде аномалий вторых производных магнитного поля.
На карте вторых производных магнитного поля очень четко выделяются три зоны протяженных (200, 100, 50 километров) линейных относительно высокоамплитудных магнитных аномалий - магнитных линеаментов, связанных скорее всего с погребенными под слоем осадочных пород разломными тектоническими структурами. Первая зона основного магнитного линеамента - (1) протянувшегося с северо-запада до юго-востока исследуемой территории, то есть примерно от 10.4 градуса северной широты и 32.0 градуса восточной долготы на северо-западе до 8.1 градуса северной широты и 34.0 градуса восточной долготы, на юго-востоке. Эта зона магнитного линеамента имеет некоторую ширину самой тектонической структуры, которая достигает в поперечном сечении около 100 километров, в частности на первом профиле этот магнитный линеамент прослеживается примерно от 9.4 градуса с.ш. до 10.4 градуса с.ш. Форма большинства аномалий второй производной магнитного поля в этой зоне почти изометричная. Образуется цепочка линейно-вытянутых изометричных аномалий. Пространственные размеры аномалий вторых производных магнитного поля не сильно отличаются от других областей исследуемой территории Мелут, но зато для большинства аномалий вторых производных этой зоны магнитного линеамента характерна высокая амплитуда, которая часто превышает 10 нТл/км2. В пределах северо-западной и южной частей зоны этого магнитного линеамента расположены действующие скважины с высоким дебитом нефти и газа.
Зона второго явно выделяемого магнитного линеамента - (2) на карте вторых производных простирается с северо-восточной части исследуемой территории до пересечения под прямым углом (90 град.) с зоной первого основного магнитного линеамента почти в центре исследуемой площади Мелут, то есть эта зона начинается примерно от 9.3 градуса северной широты и 34.0 градуса восточной долготы и заканчивается примерно на 9.0 градусе северной широты и 33.2 градусе восточной долготы. Форма аномалий второй производной этой зоны также изометричная, как и в зоне первого линеамента, и такая же характерная относительно высокая амплитуда аномалий.
Зона третьего магнитного линеамента - (3) параллельного первому основному линеамен-ту простирается с северо-запада на юго-восток, в северо-восточной части исследуемой площади Мелут. Для нее характерно наличие интенсивных изометричных аномалий второй производной одинаковых по форме, размерам и интенсивности поля, как и в зонах первого и второго магнитных линеаментов. Таким образом вырисовывается система взаимноортого-нальных магнитных линеаментов, по-видимому связанных с тектоническими нарушениями земной коры, которые образуют сетчатую структуру на исследуемой территории Мелут. Внутри ячеек этой сетки находятся блоки земной коры с другим типом (форма, размер, интенсивность) аномалий магнитного поля.
Эти три зоны магнитных линеаментов, по-видимому связанные с разломами земной коры, разделяют исследуемую площадь Мелут еще на три тектонические зоны с разным характером формы, размеров и амплитуды аномалий вторых производных магнитного поля.
Рис. 5. Производная магнитного поля бассейна Мелут
Четвертая северо-восточная зона - (4) исследуемой площади Мелут ограничена с юго-запада, с юго-востока и с северо-востока зонами первого, второго и третьего магнитных линеаментов. Форма аномалий этого почти квадратного блока, ограниченного магнитными ли-неаментами, имеет вытянутую форму в направлении СВ - ЮЗ, параллельную второму магнитному линеаменту, в отличие от изометричной формы аномалий в пределах самих линеа-ментов. Амплитуда магнитных аномалий второй производной в пределах этого блока земной коры в несколько раз меньше, чем в магнитных линеаментах окружающих его. Размер этих магнитных аномалий наоборот в среднем почти в два раза больше, чем средний размер магнитных аномалий в зонах линеаментов.
Пятая юго-западная зона - (5) исследуемой территории (разведочная площадь Мелут) ограничена с северо-востока зоной основного магнитного линеамента - (1). Форма аномалий второй производной магнитного поля этой зоны несколько вытянута в направлении простирания основного магнитного линеамента - (1) этого района или образует вытянутые в этом направлении цепочки аномалий. Направление простирания большинства аномалий этой зоны - (5) отличается почти на 90 градусов от направления простирания аномалий северо-восточной зоны - (4). Размер магнитных аномалий этой зоны чуть меньше размера магнитных аномалий северовосточной зоны - (4), а интенсивность магнитных аномалий наоборот почти в два раза выше.
Шестая восточная зона - (6) исследуемой территории ограничена с северо-запада зоной второго магнитного линеамента - (2), а с юго-запада - зоной первого магнитного линеамента -(1). Эта
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.