научная статья по теме РОЛЬ СДВИГА ВДОЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУР “ПРОПЕЛЛЕРНОГО” ТИПА Геология

Текст научной статьи на тему «РОЛЬ СДВИГА ВДОЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУР “ПРОПЕЛЛЕРНОГО” ТИПА»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 5, с. 50-64

УДК 551.243

РОЛЬ СДВИГА ВДОЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ плоскости ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУР "ПРОПЕЛЛЕРНОГО" ТИПА

© 2009 г. Н. В. Короновский2, Г. Н. Гогоненков1, М. А. Гончаров2, А. И. Тимурзиев1, Н. С. Фролова2

1ОАО Центральная геофизическая экспедиция, 123298, Москва, ул. Народного Ополчения, д. 38/3 2Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы

Поступила в редакцию 25.11.2008 г.

Сейсморазведка 3D впервые выявила в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты необычный па-рагенез структур, осложняющий нефтегазоносные брахиантиклинальные поднятия. Он представлен в плане линейными системами кулисообразно расположенных малоамплитудных сбросов, приуроченными к сдвигам в фундаменте. На разных крыльях сдвига сместители сбросов падают в противоположные стороны, образуя структуру, напоминающую лопасти пропеллера. В разрезе, параллельном сдвигу, границы слоев и сместители сбросов также падают в противоположных направлениях. В сечении вкрест простирания сходящихся к фундаменту сбросов слои обрисовывают антиформу с "просевшим" по сбросам сводом (структура "цветка"). Данный структурный парагенез сформировался в результате интерференции полей напряжений горизонтального сдвига вдоль вертикальной плоскости (порожденного сдвигом в фундаменте) и горизонтального сдвига вдоль горизонтальной плоскости (обусловленного "гравитационным" сопротивлением чехла); при этом смещения по сбросам в чехле происходили как в вертикальном, так и в большей степени в горизонтальном направлениях, так что по существу разрывы чехла являются сбросо-сдвигами. Генеральной причиной сдвиговых перемещений вдоль разломов фундамента, имеющих СЗ и СВ простирание и образующих в плане ромбовидную систему, является общее для Западно-Сибирской плиты субмеридиональное сжатие.

В крупных новейших сдвиговых зонах Западной Сибири встречаются нефтегазоносные брахиантиклинальные поднятия, оси которых, вопреки канонам тектонофизики, ориентированы в направлении, близком к направлению оси максимального сжатия. Наши эксперименты с эквивалентными материалами показали, что возможной причиной их формирования является локальное поле напряжений, которое возникает вблизи окончаний формирующихся в зоне сдвига эшелонированных сколов Риделя. Прогрессирующее удлинение последних вызывает соответствующее удлинение брахи-антиклиналей, расположенных между их концами.

Проведенное исследование показало, что к известным типам интерференции элементарных геодинамических обстановок, таким как горизонтальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости + горизонтальное сжатие (транспрессия) и горизонтальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости + горизонтальное растяжение (транстенсия), можно добавить сочетание того же горизонтального сдвига вдоль вертикальной плоскости с горизонтальным сдвигом вдоль горизонтальной плоскости, вызывающим тектоническое расслаивание (lamination).

Мы предлагаем назвать этот тип интерференции элементарных сдвиговых геодинамических обстановок, по аналогии, "трансламинацией". Именно в геодинамической обстановке трансламинации и возникают нефтегазоносные структуры "пропеллерного" типа.

ВВЕДЕНИЕ

Западно-Сибирская эпипалеозойская плита является хорошо изученным регионом, так как в нем сосредоточены крупнейшие месторождения нефти и газа, извлечение которых происходит преимущественно из верхних горизонтов плитного чехла. В последние годы, благодаря широко развитым геофизическим исследованиям, в частности сейсморазведкой 3Б, получены крайне интересные, неизвестные ранее данные, о внутренней структуре этого чехла, происхождение которой требует объяснения.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В последние 20-30 лет при тектонических и геодинамических исследованиях широкое распространение получил структурно-парагенетиче-ский анализ, который называют учением о структурных парагенезах [2]. Термин "парагенез структур" в 60-е гг. XX века ввел в обиход А.В. Лукьянов [9], а в учебник по структурной геологии этот термин вошел в середине 1980-х годов [1]. Ввиду неоднозначности понимания смысла этого термина, сразу оговоримся, что структурный парагенез в нашем понимании - это "сово-

О3

-03 Ох

-Ol

\ /

>

Tmax А' ■ 1

/

^max

Tm

д

Рис. 1. Пять элементарных геодинамических обста-новок: а - горизонтальное сжатие; б - горизонтальное растяжение; в - горизонтальный сдвиг вдоль горизонтальной плоскости; г - горизонтальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости; д - вертикальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости

купностъ структурных форм,

сформировавшихся в определенной геодинамической обстановке" [6, с. 170].

Среди всего разнообразия геодинамических обстановок существуют пять элементарных об-становок [6] (рис. 1): а) горизонтальное сжатие, б)горизонтальное растяжение, в) горизонтальный сдвиг вдоль горизонтальной плоскости, г) горизонтальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости, д) вертикальный сдвиг вдоль вертикальной

плоскости1. Для всех них характерно то, что главные оси нормальных напряжений или оси максимальных касательных напряжений ориентированы ортогонально, то есть в горизонтальном или вертикальном направлении.

Природные структурные парагенезы не всегда образуются в одной элементарной геодинамической обстановке. В такой ситуации необходимо привлекать представление о сочетании (чаще всего двух) вышеназванных элементарных обстановок, подобно тому как, например, любой вектор на плоскости может быть изображен в виде комбинации двух векторов, параллельных координатным осям. В качестве примера можно привести обстановку формирования вергентной складчатости. Сама складчатость в слоистой толще -это результат горизонталъного сжатия (одна элементарная геодинамическая обстановка). А ее вергенция - это уже следствие одновременного горизонталъного сдвига вдолъ горизонталъной

1 Во всех перечисленных случаях речь идет о сдвиге не в плоскости вдоль конкретной поверхности сместителя разрыва, а в объеме параллельно условной ортогонально ориентированной плоскости (см. рис. 1).

плоскости ("горизонтальное скашивание" - другая обстановка).

Изучение парагенезов зон сдвига привело к представлению о том, что многие из них образовались также при сочетании элементарных обстановок. Это обстановки транстенсии (сочетание горизонтального сдвига вдоль вертикальной плоскости с горизонтальным растяжением по нормали к этой плоскости) и транспрессии (сочетание горизонтального сдвига вдоль вертикальной плоскости с горизонтальным сжатием по нормали к этой плоскости).

Еще одно возможное сочетание обстановок -горизонтальный сдвиг вдоль вертикальной плоскости, осуществляющийся одновременно с горизонтальным сдвигом вдоль горизонтальной плоскости. Но имеет ли такая обстановка место в природе? До сих пор эта ситуация никем не рассматривалась, очевидно потому, что не были известны структуры, которые могли бы образоваться таким путем.

Однако в последнее время, благодаря развитию методов 3Б сейсморазведки, стало возможным детальное описание тектонических структур не только на поверхности, но и в глубине осадочного чехла. Обсуждению этого механизма на этом примере одного из хорошо изученных районов севера Западной Сибири и посвящена настоящая статья.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

По результатам интерпретации 3Б-сейсмиче-ских материалов в последние годы получены принципиально новые данные о строении локальных структур, возникших в новейшее время во всем интервале глубин осадочного чехла севера Западно-Сибирской плиты (рис. 2) на ее нефтегазоносных площадях [4]. Чехол представлен песча-но-глинистой толщей верхней юры - олигоцена мощностью до 4.5 км. В нем выявлены линейные в плане системы кулисообразно расположенных сбросов, по нашему мнению приуроченные к сдвигам в фундаменте (рис. 3), имеющие диагональное СЗ или СВ простирание и образующие в плане ромбовидную систему, причем острый угол ромбов ориентирован субмеридионально. Такое же СЗ или СВ простирание характерно и для известных разломов фундамента Западно-Сибирской плиты [20].

Наиболее детально изучен парагенез структур, расположенный в пределах Еты-Пуровского вала. Осложняющие этот вал кулисные системы изображены на рис. 4. По разные стороны от осей этих систем сместители сбросов падают в противоположных направлениях, а их концы Б-образно изогнуты; таким образом, конфигурация сбросов напоминает двулопастной винт или пропеллер. В

т

max

50°

60°

70°

80°

70°

Рис. 2. Структурная карта Западно-Сибирской геосинеклизы по кровле альб-сеноманского комплекса, по [13], с дополнениями [4]

Показано положение площадей с доказанными структурами горизонтального сдвига по материалам сейсморазведки 3Б (рамка, см. ниже рис. 3) на фоне регионального строения севера Западной Сибири. Жирными пунктирными линиями показаны предполагаемые надпорядковые линейные швы, связанные с региональными сдвигами фундамента на теле активизированных на неотектоническом этапе фрагментов (ответвлений) Колтогорско-Уренгойского грабен-рифта (Худуттейский и Худосейский разломы). Положение крупнейших валов и локальных поднятий характеризуется кулисным сочленением с линиями региональных сдвигов фундамента

большинстве случаев отдельные сбросы (кулисы) не образуют единого разрыва, пересекающего ось кулисной системы. Средние величины углов между простиранием этой оси и простиранием самих сбросов составляют около 30° в нижней части разреза чехла и увеличиваются до 50° в верхней части чехла. В вертикальном разрезе АБ, параллельном кулисной оси (рис. 5), видно, что

углы падения сбросов не очень крутые (около 5060°); в то же время границы слоев падают в противоположном направлении. Если соединить точки, сочленяющие границы слоев одного возраста со сместителями сбросов, мы получим своеобразное "складчато-разрывное зеркало", аналогичное зеркалу складчатости. Это зеркало на всех разрезах, параллельных оси кулис, субгоризон-

АС ю

76°

_I_

80° _I_

/ Русское

Ново-Часельское (о) Новый Уренгой

кое /

//

Кынское

^/Северо-Комсомольское /

/ / \l ^ / Губкинское Губкинский

е

/X

Комсомольское

Восточно-Комсомольское

//

@ Ноябрьск"^<^

Новогоднее

Северо-Харампурское Южно-

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.

Показать целиком