УДК 551.248
ТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ И АМПЛИТУДА РАСТЯЖЕНИЯ ЛИТОСФЕРЫ БАССЕЙНА СИРТ, ЛИВИЯ - ЧИСЛЕННЫЕ ОЦЕНКИ В СИСТЕМЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ БАССЕЙНОВ © 2014 г. Ю. И. Галушкин1, Али Эль Магхби2, М. Эль Гтлави2
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
E-mail: yu_gal@mail.ru 2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Высшая школа инновационного бизнеса E-mail: Aliwa81@hotmail.com, Mohamed.gtlawi@hotmail.com Поступила в редакцию 14.06.2012 г.
Система моделирования бассейнов ГАЛО применялась для численного восстановления истории погружения, изменения температуры и зрелости органического вещества осадочных пород основных тектонических структур бассейна Сирт. Реконструкция осуществлялась для 8 осадочных разрезов, расположенных вдоль профиля, протянувшегося c востока на запад от платформы Киренаика на восточном борту бассейна до грабена Хун на его западном борту. Интервал глубин для расчета температур включал осадочную толщу, консолидированную кору и мантию до глубин свыше 100 км. Это позволило привлечь анализ вариаций тектонического погружения бассейна для оценки амплитуд и продолжительности событий тепловой активизации и растяжения литосферы бассейна в истории его развития. Моделирование предполагает, что термические активизации литосферы в Аль-бе-Сеномане и в Олигоцене-Плейстоцене являются общими для всех тектонических структур бассейна Сирт и что сравнительно высокий тепловой режим характерен и для современного состояния бассейна Сирт и платформы Киренаика. Такой режим в заметной степени обусловлен термической активизацией литосферы бассейна в последние 10 млн лет. Интенсивность этой активизации максимальна в западной части бассейна, где ей соответствуют и максимальные амплитуды эрозии. Анализ вариаций тектонического погружения фундамента предполагает и ряд периодов растяжения литосферы, которые объясняют этапы относительно быстрого погружения бассейна. Два периода заметного растяжения литосферы в верхнем мелу и палеоцене являются общими для всех площадей бассейна. При этом полные амплитуды растяжения коры достигали значения 1.5 в центральной части бассейна Сирт (желоба Аджидабия и Марадах, платформы Зельтен и Дахра), составляли около 1.3 в трогах Хамеймат и Заллах и были минимальны (1.11—1.17) на периферии бассейна (в грабене Хун и платформе Киренаика).
DOI: 10.7868/S0002333713060021
ВВЕДЕНИЕ
Тектоническое строение бассейна Сирт, термическая история и катагенетическое преобразование его органического вещества (ОВ) рассматривались в большом числе работ в связи проблемами генерации углеводородов (УВ) [Gumati and Schamel, 1988; Sikander et al., 2000; Ahlbrandt, 2001; Hallet, 2002; Gong, 2004; Elakkari, 2005; Abadi et al., 2008; Saheel et al., 2010]. В работе [Abadi et al., 2008] был проведен "backstripping" анализ около 200 осадочных разрезов (скважин) и на его основе оценены амплитуды и продолжительности этапов растяжения литосферы в истории погружения бассейна Сирт. Авторы работы выделяют четыре тектонических фазы развития бассейна с растяжением литосферы в период с поздней юры по настоящее время. В то же время термическая история бассейна вместе с эволюцией степени катагенеза органического вещества его пород трактуется во всех цитированных работах очень прибли-
женно, а именно, в предположении постоянного градиента температуры в течение всей истории бассейна, когда вариациями градиента с глубиной и временем развития бассейна пренебрега-лось. Но в тех же работах отмечается, что тектоническая и термическая история бассейна Сирт характеризуется неоднократно повторяющимися периодами термической активизации и растяжения литосферы, перемежающимися со временами относительного тектонического покоя и термического остывания литосферы. Чтобы учесть влияние периодов активизации и растяжения литосферы на формирование теплового режима бассейна, мы применили систему моделирования бассейнов ГАЛО, которая позволяет проводить анализ вариаций тектонического погружения бассейна и на его основании оценивать продолжительность и амплитуду событий термической и тектонической (растяжение) активизаций лито-
Рис. 1. Положение основных структур бассейна Сирт, рассматриваемых в статье (согласно [АЪа(И, 2001] с небольшими изменениями).
£ Я
ю W
S w gw
о о о
а а о а
ä
& я ■е t=
1-н .- ■
■ ■ -'teä;
Mfat
ШШшшх,
A
28°
27° 26°
Легенда
\m Q
А'Ш Pg3/Ni
О Pg22' 3
□ Pg2
□ pgi
S s Q
IiPi
I
I |K, □ Kl
I I Домовелые I I Фундамент
0 50 100
200
300
1000 0
-1000 -2000 -3000 -4000 -5000 -6000
-7000 м
Положение сечения АА'
A
км
сферы бассейна имевших место в течение истории его погружения.
Сравнительный анализ данных бурения и двухмерных осадочных разрезов, представленных в работах [Conant and Goudarzi, 1967; Gumati and Schamel, 1988; Ahlbrandt, 2001; Hallet, 2002; Elakkari, 2005; Abadi et al., 2008; Saheel et al., 2010], использовался нами для построения уточненных осадочных колонок псевдооскважин, отражавших осадочные разрезы основных тектонических структур бассейна Сирт: платформ Киренаика, Зелтен и Дахра и грабенов Хамеймат, Аджедабия, Мурабах, Заллах и Хун (рис. 1). Все анализируемые осадочные разрезы включали нижнемеловой комплекс в качестве старейшей формации осадочного покрова (рис. 2, рис. 3). Анализ двумерных разрезов использовался также для грубой оценки амплитуд эрозии, которая неоднократно повторялась в истории бассейна Сирт, что отмечено в современных осадочных разрезах бассейна рядом несогласий: на первом этапе рифтогенеза в нижнем мелу, на границе нижнего и верхнего мела, в нижнем и среднем эоцене и в верхнем миоцене-плейстоцене; (рис. 2 и рис. 3 [Hallet, 2002]).
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ БАССЕЙНА
История геологического развития бассейна Сирт была предметом рассмотрения многих исследований [Conant and Goudarzi, 1967; Gras and Thusu, 1998; Ahlbrandt, 2001; Hallet, 2002; Elakkari, 2005; Abadi et al., 2008; Saheel et al., 2010], согласно которым бассейн Сирт является тройным сочленением континентальных рифтовых трещин на северной окраине Африки. Рифтинг начался в раннем мелу, достиг пика в позднем мелу и закончился в ранне-третичное время, сформировав тройное сочленение рукавов Сирт, Тибести и Са-
рир внутри бассейна [Wilson and Guraud, 1998; Ahltbrandt, 2001]. Позднемеловой рифтогенез характеризовался образованием серии горстов и грабенов северо-западного простирания, постепенно ступенеобразно погружающихся на восток, так что желоб Сирт представляет самую глубокую часть бассейна. Эти горсты и грабены продолжаются севернее в сложных морских блоках, включающих к северо-востоку Ионическое абиссальное плато [Ahltbrandt, 2001]. Плато подстилается океанической корой, которая пододвигается к северу и востоку под Эллинскую дугу. Морские провинции к западу, "pull-apart" образования бассейна Сабратах, простирающиеся вдоль южной разломной зоны Киренаика и платформы Кирена-ика на востоке, подвержены заметному влиянию тектоники растяжения. Нубийское поднятие, расположенное с юга, представляет пример устойчивого континентального фундамента — представителя дорифтовой литосферы для рифтовых бассейнов, рассмотренных выше [Ahltbrandt, 2001].
В Ливии в сеномане морская трансгрессия контролировалась резким рельефом горстов и грабенов, который остался после смятия дуги Сирт [Hallet, 2002]. Первоначально мелкие морские осадки откладывались в грабенах, но с развитием трансгрессии глубоководные морская обстановка проникала в грабены, в то время как мелководные осадки постепенно отлагались на поверхности горстов [Hallet, 2002]. Растяжение снова становится доминирующим режимом вдоль южной окраины Тетиса в позднем мелу. В конце мела грабены бассейна Сирт уже в основном заполнены осадками, а большинство горстов покрыто мелководными морскими отложениями, некоторые из которых формируют важные резервуары для генерированных углеводородов [Hallet, 2002]. Раннетретичное время в Ливии от-
Время, млн лет 120 -80 -40 -г
Время, млн лет 120 -80 -40
св
н
ю £4
30 £ 1
% 2 0
св
н 8 л ю 4
Время, млн лет 120 -80 -40
0
Время, млн лет 120 -80 -40
£ 0.8 £ 0
м
яТ н
ю 4
Тл V
- -----./г:
- ^ ■ - ■ ' - ■' 4 —
--
Скв. QQQ1.11
Э 0
яТ н1
ю ^ 2 0
м
яТ н
8 4
ю
6 -
м м 0
се н 0.8
ю 1.6
0
Время, млн лет 120 -80 -40 т
м
яТ н
8 4
ю ^
6 8
АН,
\\ , Ко = 1.00%,
\''ЧЛ'Во = 1.30%,
Желоб Марадах
м м 0
яТ н 0.8
ю 1.6
0
Время, млн лет
-100 -80 -60 -40 -20 г
^ 1 м 1
яТ н
ю ^ „
2
\ 40°С \ \ \\ 1
' ^
" 80°С \
^ \ Ч N
Хребет Хун
0
2
0
0
2
2
6
0
0
2
6
3
Рис. 2. Вариации тектонического погружения фундамента, вычисленные в предположении изостатического отклика литосферы на нагрузку (верхние рисунки) и изменение температуры и катагенеза пород в истории погружения трогов и грабенов бассейна Сирт.
Верхние рис.: сплошная линия — тектоническое погружение фундамента, вычисленное удалением нагрузки воды и осадков с поверхности фундамента бассейна; пунктирная линия - тектоническое погружение поверхности фундамента, вычисленное из вариаций в распределении плотностей пород фундамента с глубиной и временем [Галушкин, 2007]. Нижний рис.: легенда в нижнем левом углу рис. 1.
0 0.8 1.6
0
^ 1 ЧУ 1
а «
и
va 2
Время, млн лет
Время, млн лет
160
Время, млн лет -120 -80 -40
м
л" 2 н и
£3
£
4
3 --■■-■■ ■
vj 1 1 1
\ 80°C ''■■ \ \0"
- / х---" -- \\
/
- 120°C ' ч^
s ' ~~ \ —л
у Re = a.;75%.
rQ = -.00%"'
Платформа Кирепанка rqk=4 1.30%':
0
Рис. 3. Вариации тектонического погружения фундамента, вычисленные в предположении изостатического отклика литосферы на нагрузку (верхние рисунки) и изменение температуры и катагенеза пород в истории погружения (нижние рисунки) Зелтен, Дахра и Киренаика платформ (легенду см. на рис. 2).
мечается поднятием поверхности и отступлением моря в западных районах. Одновременно шло постепенное погружение предшествующих меловых грабенов бассейна Сирт. Основное погружение имело место в желобе Аджидабиджа (рис. 1). В это время формируются обширные карбонатные платформы с рифами по окраинам
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.