УДК 550.837
О ГЛУБИННОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЛИТОСФЕРЫ ТОБОЛ-ИШИМСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)
© 2013 г. В. П. Борисова1, Т. А. Васильева1, С. Л. Костюченко2, Н. В. Нарский3, Б. К. Сысоев4, Э. Б. Файнберг1, А. Г. Чарушин3, А. Л. Шейнкман5
Центр геоэлектромагнитных исследований, филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Троицк
E-mail: edfain@yandex.ru 2ГФУП ВНИИГеофизика, г. Москва E-mail: kostgeo@mail.ru 3Центр геофизических данных московского филиала ВСЕГЕИ, г. Москва E-mail: narskiynv@mail.ru 4ОАО "МТелл", г. Тюмень E-mail: bsysoev@gmail.com 5ООО Институт геодинамики, г. Москва E-mail: geodinam@yandex.ru Поступила в редакцию 21.05.2012 г.
По материалам разведочных МТЗ, выполненных Тюменским геологическим управлением в 1980—1981 гг., в геоэлектрическом разрезе Тобол-Ишимского междуречья на глубинах 70—85 км прослежена кровля проводящего горизонта, сопротивление которого составляет десятки Ом м. Выделено два участка аномального подъема кровли проводящего горизонта, один из которых соответствует области Киселёвского разлома — главного разлома исследуемой территории (глубина кровли: 60—65 км), другой — бортовой зоне Ишимской ветви триасовой рифтовой системы Западно-Сибирской плиты (глубина кровли: 55—60 км). Предполагается, что Ишимская геоэлектрическая аномалия, корреспондирующаяся с геотермической аномалией и особенностями глубинного геологического строения области ее проявления, обусловлена элементом мантийно-коровой флюидной магматогенной палеосистемы.
DOI: 10.7868/S0002333713030058
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее исследование ориентировано на картирование и изучение региональной аномалии повышенной электропроводности, приуроченной к верхней части литосферной мантии Западно-Сибирской плиты (ЗСП). Аномалия выделяется на основе частотно-пространственного анализа материалов МТ-зондирований, выполненных Тюменским геологическим управлением (ТГУ) на территории ЗСП в 1971-1981 гг. Геоэлектрическая аномалия корреспондируется с региональными аномалиями, проявляющимися в других геофизических полях: сейсмических, геотермических, гравитационных, магнитных [XXVII МГК ..., 1984; Глубинное ..., 1991; Костюченко, 1992; Егоров, Чистяков, 2003; Егоркин, 2004]. Аномалии такого рода обычно связываются с областями частичного плавления в верхней мантии активных регионов. Присутствие региональной аномалии электропроводности в пределах тектонически стабильной герцинской платформы делает эту геоэлектрическую аномалию уникальным, заслуживающим исследования объектом. Определение строения глубинной геоэлектрической аномалии, ее природы и вероятных структурно-
генетических связей с элементами континентальной рифтовой системы ЗСП, во многом контролирующей размещение нефтегазовых место -рождений на территории провинции, весьма существенно для разработки глубинных геоэлектрических критериев прогноза нефтегазо-носности ЗСП.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА И МАТЕРИАЛЫ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИХ ЗОНДИРОВАНИЙ
Изучение региональной аномалии электропроводности мы начали с рассмотрения материалов МТЗ, полученных электроразведчиками ТГУ Н.В. Дружининым, Б.К. Сысоевым и др. в 1980 и 1981 гг. на юго-западе Западно-Сибирской плиты (рис. 1). Площадь МТ-съемки приурочена к области сочленения каледонской складчатой Казахстанской системы (западный борт Вагай-Ишимской впадины) и герцинской складчатой Уральской системы (восточный борт Тобольского антиклинория) и находится в меж-рифтовой области, расположенной между Ниж-
57°
56°
65°
66°
67°
68°
69°
70°
21
ОБЗОРНАЯ КАРТА РАЙОНА МТ-исследований
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Профили МТ-исследований и их номера (1980, 1981 гг.): 16 (ОГТ 1У-У), 17 (ОГТ VII), 18 (ОГТ VIII),
19 (ОГТ X), 20 (ОГТ ХП-ХШ), 21 (ОГТ XIV)
ж/д
Профиль 16. Кривые Рэфф, фэфф Рэфф, Ом м Фэфф, град
102 8 6 4
101 8 6 4
.........I.........
120 105 90 75 60 45 30 15 0
-15 -30 -45 -60 -75
.........I.........
0.3 0.6 1
3 6 10 1
c
Jfr1/2
30
0.3 0.6 1
3 6 10 30
1
c
Jfr 1/2
Pxy, Ом м 200
100 80 60 40
20
10 8 6 4
Профиль 20. Кривые рху, ф^
фху, град
Mill
—I_I_I_III!_I_I_L
120 105 90 75 60 45 30 15 0
-15
-30 -45 -60
I I I I I_I_I_I I I I I I I_I_L
0.6 1
3 6 10
JT, c1/2
0.6 1
3 6 10
JT, c1/2
Профиль 20. Кривые р^, фух Pyx, Ом м фух, град
120 -
ух
100 80 60 40
20
10 8 6 4
Mill
—I_I_I I I I I
0.6 1
3 6 10
JT, c1/2
105 90 75 60 45 30 15 0
-15
-30 -45 -60 -75
I I I I I_I_I_I I II I I I_I_L
0.6 1
3 6 10
JT, c1/2
Профиль 21. Кривые рху, фху
рху, Ом м
100 80 60 40
20
10 8 6 4
—I_I_I_I I I I_I_I_L
фху, град 120 105 90 75 60 45 30 15 0
-15
-30 -45 -60 -75
I I I I I_I_I_I I II I I I_I_L
0.6 1
3 6 10 1
c
jTr1/2
0.6 1
3 6 10 1
c
jTr1/2
Профиль 21. Кривые рух, фух
рух, Ом м
100 80 60 40
20
10
8 6
4
—I_I_I I I I I
0.6 1
jTr1/2
фух, град 120 г 105 90 75 60 45 30 15 0
-15
-30 -45 -60 -75
I I I I I_I_I_I I II I I I_I_L
3 6 10 1
c
0.6 1
3 6 10 1
c
Jrr 1/2
Рис. 1. Обзорная карта района МТ-исследований. Амплитудные и фазовые кривые магнитотеллурического зондирования (МТЗ).
нетавдинской и Ишимской ветвями триасовой рифтовой системы ЗСП.
В строении региона в соответствии с различными этапами его тектонического развития выделяют три структурно-тектонических этажа:
— мезозоиско-каинозоискии песчано-глини-стый платформенный (осадочный) чехол, характеризующийся пологим залеганием геологических границ с выдержанными физическими свойствами;
2
2
2
2
2
2
65° 66° 67° 68° 69° 70°
Условные обозначения
Контуры структур:
I порядка
I положительных (сводов,
I--¿-Л мегавалов, выступов)
. * отрицательных (впадин)
II порядка положительных (валов,
. ._>■ -"■ куполовидных поднятий) Г^г^Г] отрицательных (прогибов, котловин)
/I Рифтогенные зоны X Западно-Сибирской
триасовой рифтовой системы
VI — Тобольско-Нижнеиртышская
VIII — Нижнетавдинская
IX — Ишимская
X — Тюкалинская
-Контур области МТ-исследования
Профильные съемки МТЗ:
^З-. ТГУ, Сысоев и др., 1980-1981; пункты МТ-зондирований, Института геофизики УрО РАН [Дьяконова и др., 2008]
Рис. 2. Выкопировка из тектонической карты мезозойско-кайнозойского чехла Западно-Сибирской плиты [Боярских, 1978] на фоне фрагмента триасовой рифтовой системы ЗСП [Костюченко, 1992].
— средне-верхнепалеозойский (герцинский, промежуточный, складчатый, параплатформенный) этаж, включающий комплекс метаморфизован-ных вулканогенно-терригенных ассоциаций пород и комплекс слабодислоцированных, немета-морфизованных, терригенно-карбонатных пород;
— венд-нижнепалеозойский (каледонский) фундамент, имеющий блоковое строение и сложенный дислоцированными и глубоко метамор-физованными породами.
В пределах планшета МТ-съемки поверхность консолидированного фундамента, моноклинально погружающаяся в северо-восточном направлении от <1 до 2 км, осложнена пологими малоамплитудными (до 500 м) валами и прогибами северо-восточного простирания. По поверхности доюрских отложений сводовая часть Тобольского антиклинория (имеющего более 700 км по простиранию и 45—65 км по ширине) осложнена Заводоуковским, Комиссаровским и Соколовским валами шириной 28, 20 и 24 км, соответственно, выдержанного северо-восточного простирания. Валы разделены сравнительно узкими (10—12 км) грабенообразными Дронов-
ским и Киселёвским прогибами, выполненными образованиями триаса. Восточнее Соколовского вала расположена Вагай-Ишимская впадина, западный борт которой осложнен Плетневским прогибом, Боровлянско-Вяткинским валом, Аромашевским прогибом, Кротовско-Ракитин-ским поднятием. Эти тектонические элементы выделены только на основании региональных геофизических исследований. Их размеры превосходят размеры структур Тобольского анти-клинория как по простиранию, так и по поперечным размерам.
Структуры доюрского основания плиты отражены в тектоническом строении платформенного этажа: на рис. 2 показаны структуры второго порядка — валы и разделяющие их прогибы.
Геоэлектрическая характеристика района работ определена авторами выполненных МТ-зон-дирований по данным каротажа скважин и данным МТЗ. Сопротивление верхней части разреза осадочного чехла мощностью 100—170 м, сложенной песками, суглинками, глинами неоген-четвертичного возраста, лежит в диапазоне зна-
чений 5—10... 30—50 Ом м. Удельное электрическое сопротивление песчано-глинистой толщи, формирующей верхнеюрско-олигоценовый осадочный чехол, изменяется в небольших пределах: от 2.5 до 3.5 Ом м.
В верхней части складчатого фундамента, в основании прогибов, развиты пачки терригенных, карбонатно-терригенных и вулканогенных пород среднего — верхнего палеозоя и триаса мощностью до 1.0—1.5 км. Удельное сопротивление этих пород меняется в широких пределах: от первых десятков до первых сотен Ом м. Складчатый герцинский фундамент, сложенный слабо метаморфизованны-ми дислоцированными вулканогенными, эффу-зивно-осадочными и терригенно-карбонатными отложениями среднего палеозоя, охарактеризован значениями удельного сопротивления, равными 60—130.250—300 Ом м.
Породы кристаллического каледонского фундамента представлены высоко метаморфизован-ными сильно дислоцированными образованиями венд-нижнепалеозойского возраста. По данным МТЗ сопротивление этой толщи в 5—20 раз превышает сопротивление вышележащих пород среднего палеозоя.
Палеозойский фундамент юго-западного обрамления Западно-Сибирской плиты трижды испытал глыбовые тектонические движения (каледонская и герцинская фазы складчатости, триасовый тафрогенез), как следствие, для региона характерна разломная тектоника. Разломы образуют системы нескольких направлений: северо-восточного, северо-западного и субмеридионального. Профили МОВ ОГТ—МТЗ расположены преимущественно в зоне между двумя кулисообразно сочленяющимися глубинными разломами (краевыми швами) северо-восточного простирания: среднепалеозоиского Восточно-Уральского и ранне-палеозойского Центрально-Тургайского и пересекают серию средне-верхнепалеозойских внутри-структурных разломов также северо-восточного направления. К ним относятся хорошо выраженный Киселёвский разлом и менее протяженный Дроновский разлом. Разломы трассируются особенностями
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.