Тектоника Челекено-Губкинского поднятия
В. А. КОРНЕВ
Челекенская брахиантиклиналь, известная на суше, входит в состав Центрально-Прибалханской зоны поднятий. Челекенское нефтяное месторождение является одним из наиболее крупных и перспективных месторождений Туркмении.
По представлениям В.Ф. Соловьева [8, 9] Челекенская брахиантиклиналь замыкается в нескольких километрах от берега. Далее в море автор предполагал наличие еще четырех брахиантиклиналей, примерно того же размера, что и Челекенская, имеющих каждая широтное простирание и кулисообразно смещенных относительно друг друга к северо-западу. Изображенные на схеме В.Ф. Соловьева поднятия приурочены к четырем известным в море банкам - грязевым вулканам. Судя по условным обозначениям и тексту статьи [9], все известные и предполагаемые поднятия Центрально-Прибалханской зоны и ее морского продолжения представляются автору однотипными.
По результатам морской сейсморазведки можно дать более обоснованное и более подробное представление о морском продолжении Центрально-Прибалханской зоны.
Тектоническая схема (рис. 1) в основном изображает залегание и дизъюнктивные нарушения поверхности красноцветной толщи. Морская часть схемы и крылья поднятия на суше построены на основе сейсмических структурных схем по условному горизонту К. На суше горизонт привязан к поверхности красноцветов по немногочисленным скважинам, расположенным вне сейсмически слепого свода поднятия, но не проконтролирован бурением на удаленной части крыльев. Исходные отметки горизонта экстраполировались с суши на ближайшие к берегу морские сейсмические профили. Поэтому в изображении глубин залегания поверхности красноцветной толщи на указанных участках ошибка может достигать 100-200 м.
Челекенская брахиантиклиналь отделяется от лежащего восточнее поднятия Котуртепе по изогипсе условного горизонта К -2000 м. Простирание оси на суше северо-восточное - юго-западное. Вблизи от берега начинается изгиб оси к северу, причем изогипса -2000 м не испытывает тенденции к замыканию. Дальше в море по этой изогипсе поднятие прослежено на расстоянии 30 км по простиранию. В нескольких километрах от берега направление оси становится широтным, а затем меняется на восток-юго-восточное-запад-северо-западное. Сопоставляя данные сейсморазведки с рельефом морского дна, можно видеть, что очертания поднятия по изогипсе -2000 м очень хорошо совпадают с очертаниями подводного вала, протягивающегося от Челекена на запад-северо-запад (рис. 2). Очевидно, вал является прямым морфологическим выражением тектонического поднятия. Исходя из этого, можно предполагать, что замыкание изогипсы поверхности красноцветной толщи -2000 м происходит в районе замыкания вала за банкой Губкина, в 60 км от берега Челекена. Западное замыкание Челекено-Губкинского поднятия изображено в значительной мере условно, и, возможно, поднятие продолжается и замыкается несколько западнее, чем это показано на схеме. Можно, однако, утверждать, что поднятие не замыкается где-либо восточнее банки Губкина.
Таким образом, длина всей антиклинали по изогипсе -2000 м имеет более 100 км. Наибольшая ширина поднятия внутри той же изогипсы равна 20 км. Соотношения размеров морской и наземной частей поднятия дают основание отказаться от представления о простом замыкании Челекенской складки в море и требуется введение нового названия для прослеженной обширной антиклинали, которую мы называем Челекено-Губкинским поднятием.
Наиболее приподнятый участок свода поднятия находится между грязевыми вулканами Розовый Порсугель и Алигул на Челекене. Красноцветные отложения размыты здесь на глубину порядка 500 м; следовательно, амплитуда поднятия составляет 2500 м. Погружение свода происходит более круто в сторону восточной периклинали (расстояние 30 км) и более полого в сторону западной периклинали (расстояние 70 км или несколько больше). Погружение крыльев поднятия идет с выполаживанием углов падения к югу до глубин порядка 2800 м, к северу до 2500 м, после чего породы принимают горизонтальное залегание, выполняя соответственно Кизылкум-Огурчинскую и Кафальджа-Келькорскую мульды (названия по Ю.Н. Годину [4]).
На фоне общего пологого погружения свода поднятия в западном направлении выделяются подчиненные поднятия. Наиболее крупным из них по размерам и амплитуде является собственно Челекенская брахиантиклиналь. Ее западное замыкание прослеживается в 6-7 км от берега по данным сейсморазведки [1,10] и аэрогеологической съемки [5]; оно происходит по изогипсе -500 м условного горизонта К. В 9 км на ЗСЗ от Лбища по той же изогипсе оконтуривается небольшой (4x1,5 км) Причелекенский локальный купол, не показанный на рис. 1 и 2. Тектоника Причелекенского участка подробно описана в статье [11].
В районе, расположенном к северо-востоку от банки Жданова, прослеживается новое локальное поднятие, которое может быть названо Ждановским. В связи с малыми глубинами исследования, полученными на северных участках сейсмических профилей, Ждановское поднятие прослежено только по надкрасноцветным отложениям (условный горизонт А). Его простирание запад-северо-западное-восток-юго-восточное, длина примерно 10 км. По-видимому, по красноцветным отложениям брахиантиклиналь имеет несколько большие размеры ввиду повсеместно прослеживающегося увеличения углов падения пород с глубиной. Ориентировочно глубина залегания поверхности красноцветной толщи на своде Ждановского поднятия может быть определена, исходя из следующих соображений.
1. Вблизи свода структуры на дне моря обнажаются хвалынские отложения [8]. Таким образом, кровля красноцветов здесь должна залегать несколько глубже, чем на западной периклинали Челекенской структуры, оконтуриваемой бакинскими отложениями, т. е. глубже 500 м.
2. На южном крыле Челекено-Губкинской антиклинали, в районе, расположенном к югу от Ждановского поднятия, ближайшая к своду изогипса поверхности красноцветной толщи имеет отметку -1300 м, а изогипса -1200 м теряется в слепой зоне.
Следовательно, замыкание Ждановской брахиантиклинали по поверхности красноцветной толщи происходит в пределах глубин 500-1200 м. Амплитуда поднятия соответственно не превышает 200 м. Сопоставление данных сейсморазведки с рельефом дна показывает, что Ждановская брахиантиклиналь отображается в рельефе дна локальной возвышенностью по изобате 15 м. Западной периклинали Ждановского поднятия, возможно, соответствует увеличение наклона дна, отмеченное изобатами 20 и 25 м.
К юго-западу от Ждановской брахиантиклинали, в районе банки ЛAM, сейсморазведкой отмечается смещение на юг наиболее приподнятой части свода Челекено-Губкинской антиклинали, что, по-видимому, соответствует появлению нового локального поднятия банки ЛAM. Поскольку это поднятие отчетливо выражено лишь на крайнем западном профиле, сейсмические материалы не дают возможности судить о его размерах. Наивысшая отметка условного горизонта К, полученная на профиле, -1200 м, что и определяет глубину залегания красноцветной толщи на восточной периклинали структуры банки ЛАМ. Поднятие не выражено в рельефе дна с той отчетливостью, которая отмечается для Ждановской брахиантиклинали. Однако изгиб изобат 25-50 м, направленный к юго-западу от банки ЛАМ, может свидетельствовать о юго-западном простирании структуры.
Судя по отсутствию в районе поднятия банки ЛАМ выходов коренных пород, можно предполагать, что его амплитудная выраженность весьма невелика.
Изобата 30 м в районе к востоку от банки Губкина обрисовывает локальную возвышенность, на которой обнажаются хвалынские породы и которая, по-видимому, соответствует еще одному локальному поднятию, входящему в состав Челекено-Губкинского поднятия. Это поднятие условно может быть названо Губкинским. Восточная периклиналь предполагаемого поднятия не охвачена сетью сейсмических профилей, отчего о глубине залегания на ней поверхности красноцветной толщи можно говорить лишь предположительно, считая ее близкой к глубине залегания на своде Ждановской структуры на основании наличия обнажающихся хвалынских пород в сводах обеих локальных структур.
Система дизъюнктивных нарушений поднятия отличается большой сложностью и интенсивностью, в связи с чем один из первых исследователей Челекена А.П. Иванов (1904 г.) высказывал даже мнение о том, что Челекенское поднятие возникло в результате одного грандиозного сброса и что его обнаженная и размытая часть является приподнятым крылом этого сброса. В свете имеющихся ныне данных, придавая дизъюнктивным движениям в формировании поднятия большую роль, можно считать установленной их связь с пликативной тектоникой. Закономерности, прослеженные для детально изученных на суше нарушенных зон [2, 7], позволяют достаточно уверенно интерпретировать морские нарушенные зоны и их роль в строении поднятия.
Эти закономерности отмечались ранее [2, 3, 7].
В большей - восточной - части Челекенской брахиантиклинали, от района древнего грязевого вулкана Алигул до восточной периклинали, основой дизъюнктивной тектоники является продольный сброс запад-юго-западного - восток-северо-восточного простирания с падением плоскости на юг-юго-восток, нарушающий всю красноцветную толщу и уходящий в подстилающие ее отложения. Сброс прослежен геологической съемкой па участке обнажений красноцветной толщи и глубоким бурением в ее кровле за контуром выходов, а также в кровле подстилающих отложений. Наиболее отчетливо линии сброса по обоим горизонтам прослеживаются к северо-востоку от грязевого вулкана Розовый Порсугель. Западнее он замаскирован на поверхности второстепенными нарушениями, а в подстилающих отложениях не протрассирован в связи с малым числом пробуренных скважин. На наличие сброса указывают, по-видимому, простирание нарушенной полосы между Розовым Порсугелем и Алигулом на запад-юго-запад - восток-северо-восток и опускание внутри нее основной массы блоков к югу. На тектонической схеме (см. рис. 1) линия сброса на поверхности проведена по южным кромкам выходов кушкузланского горизонта - самого древнего из обнажающихся горизонтов красноцветной толщи [6].
В районе грязевого вулкана Алигул и к западу от него развита система нарушений северо-западного - юго-восточного простирания, по которой произошло опускание западной части Челекенского поднятия. Часть этих нарушений выходит за пределы свода. По-видимому, в основе этой поперечной системы также лежит сброс глубинного характера. В западной части Челекенской брахиантиклинали основой системы нарушений является сброс запад-северо-западного - восток-юго-восточного простирания с падением плоскости на северо-восток. Он прослежен на суше в кровле красноцветной толщи и в подстилающих ее отложениях бурением и фиксируется в море сейсморазведкой, затухая на периклинали Ждановской структуры. Смена ориентировки дизъюнктивных движений по сравнению с восточной частью Челекенского поднятия наиболее логично может быть объяснена наличием поперечного сброса, отделяющего восточную продольную систему нарушений от западной.
К югу от оси Ждановского поднятия прослеживается новая нарушенная зона, проходящая в направлении запад-северо-запад - восток-юго-восток. По- видимому, она связана с новым продольным нарушением; наиболее вероятно, что это нарушение проходит через банку Жданова. Возможно, что слабо выраженное Ждановское поднятие возникло в результате подгиба слоев в северном приподнятом крыле основного нарушения.
Ориентировка основных нарушений и сопровождающих их нарушенных зон в общем соответствует ориентировке пликативной структуры.
Рассматривая распределение нарушенных зон на Челекено-Губкинском поднятии, можно отметить, что в осевой части протягиваются зоны продольных нарушений: Восточно-Челекенская, Западно-Челекенская, Ждановская и Губкинская (?). К местам смены простирания поднятия приурочены зоны поперечных нарушений: Алигульская и банки ЛАМ. В этих местах, кроме того, прослеживается ясно выраженное понижение рельефа: переход от суши к морю и понижение подводного вала, что подтверждает однородность обеих зон. К местам пересечения продольных и поперечных зон приурочены наиболее интенсивные проявления грязевого вулканизма. В районе пересечения Алигульской поперечной системы с продольными системами находятся близко друг от друга два грязевых вулкана: Алигул и Западный Порсугель, в районе пересечения поперечной системы банки ЛАМ с продольной Ждановской также два грязевых вулкана: банка Жданова и банка ЛАМ. Грязевые вулканы банка Губкина и Розовый Порсугель приурочены, по- видимому, к продольным нарушениям.
Основная масса нарушений, составляющих нарушенные зоны, имеет, по-видимому, гравитационное происхождение [2, 3, 7]. Эти нарушения возникли вследствие оползания пород при общем росте складки и сопровождались образованием воронок проседания вокруг грязевых вулканов при выносе последними большого объема вещества с глубины. Для гравитационных нарушений прослежено выполаживание плоскостей с глубиной.
Для двух из трех основных нарушенных зон Челекена прослежено наличие основных нарушений, прорезающих всю красноцветную толщу без выполаживания.
Ныне существующие схемы тектонического районирования Западной Туркмении в отношении крупных тектонических элементов базируются на данных гравиметрии. Выделенные при этом такие крупные структурные элементы, как Прибалханская депрессия, отличаются друг от друга строением локальных поднятий и возрастом слагающих их пород. Прибалханская депрессия по данным гравиметрии замыкается в районе восточной половины полуострова Челекен (рис. 3). Дальше в море до района банки Жданова прослеживается область повышенных значений силы тяжести. Еще западнее открывается новая депрессия, которая может быть названа депрессией банки Ливанова или короче Ливановской депрессией. Относительный максимум, который может быть назван Челекено-Ждановским, разделяет Прибалханскую и Ливановскую депрессии по продольной оси, но является областью минимальных значений аномального поля относительно их общих северного и южного бортов. Поэтому Прибалхано-Ливановская депрессия является единой областью по отношению к другим частям Закаспийской депрессии. Наиболее логично Челекено-Ждановский максимум считать отображением древнего погребенного поднятия в осевой части Прибалхано-Ливановской депрессии. По-видимому, рост этого поднятия продолжался во время формирования третичных структур Центрально-Прибалханской зоны, что и выразилось в возникновении обширной и сложно построенной Челекено-Губкинской антиклинали, центральная широтная часть которой совпадает с гравитационной седловиной.
Челекено-Ждановский относительный максимум лежит в меридиональной группировке максимальных аномалий, включающей максимум у западного берега Красноводского полуострова, Кубадагский максимум, участок широтного простирания зоны больших градиентов аномального поля в районе Красноводского залива и Челекено-Ждановский максимум. Такая группировка максимумов, проходящая через границы областей с различным характером гравитационного поля, позволяет предполагать наличие древнего регионального структурного элемента, ориентированного вкрест простирания современных структурных зон.
Наличие на оси Ливановской депрессии грязевых вулканов - банки Ливанова и банки Безымянной на продолжении оси Центрально-Прибалханской зоны поднятий - позволяет предполагать, что эта структурная линия продолжается дальше в море, осложняясь на сводах новых локальных поднятий нарушенными зонами, к которым и приурочены грязевые вулканы. Отсутствие более или менее детальных батиметрических карт не допускает возможности определения контуров и положения этих предполагаемых поднятий. Судя по погружению оси Челекено-Губкинской антиклинали в северозападном направлении, поднятия Ливановской депрессии должны быть менее интенсивно дислоцированы, чем брахиантиклинали Прибалханской депрессии.
Данные сейсмических работ, проведенных НИМГЭ в 1955 г. [1] на одном профиле MOB в районе банки Ливанова, согласуются с этими выводами. По профилю прослежен очень слабый антиклинальный перегиб с осью в районе банки, выраженной слабее, чем на любом из поперечных профилей в районе Челекено-Губкинского поднятия. Значения средних скоростей распространения сейсмических колебаний в районе банки Ливанова также значительно понижены, что может свидетельствовать об увеличении мощности более молодых отложений на равном интервале глубин разреза по сравнению с районом Челекено-Губкинского поднятия, т. е. также о погружении складчатости. Характер сочленения Центрально-Прибалханской зоны поднятий с зоной поднятий Апшеронского архипелага описан в статье [12].
Глубины моря по осевой части Челекено-Губкинского подводного вала позволяют возводить эстакады и отдельные основания на значительном удалении от берега. Меньшая дизъюнктивная нарушенность морской части поднятия также является благоприятным обстоятельством, так как уменьшается вероятность грифонообразования вокруг скважин и можно ожидать более устойчивых режимов, чем на суше, в связи с большими размерами и меньшей нарушенностью блоков. С другой стороны, открытое положение морского участка потребует возведения особо прочных оснований и, возможно, даже специальных дамб или молов для защиты буровых от сильных северо-западных ветров и плавучих льдов, доходящих до этих широт в годы с холодными зимами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вартанов С.П. и Корнев В.А. Отчет о работе морской сейсморазведочной партии 6/55 НИМГЭ в 1955 г. Фонды ВНИИГеофизики, 1956.
2. Вистелиус А.Б. и Романова М.А. Геология красноцветных отложений полуострова Челекен на основе дешифрирования аэроснимков. ЛАМ АН СССР, Ленинград, 1955. Фонды НПУ Челекеннефть.
3. Волин А.В. Главнейшие особенности тектоники Челекена. Советская геология, сб. 48, 1955.
4. Годин Ю.Н. Глубинная тектоника Прикаспийской низменности (по геофизическим данным). Тектоническое районирование Западной и Центральной Туркмении по данным геофизических исследований. В книге «Геология СССР», т. 22, Туркменская ССР. Госгеолиздат, 1957.
5. Кобец Н.В. Предварительный отчет о морских аэрогеологических работах у полуострова Челекен в 1952-1953 гг. ЛАМ АН СССР, Ленинград, 1954. Фонды ЛАМ.
6. Романова М.А. Литостратиграфия верхней части красноцвета одной из структур Западной Туркмении. Тр. Ин-та геологии АН ТССР, т. I. Ашхабад, 1956.
7. Семенович В.В. Тектоника Челекена и грязевой вулканизм. Тр. Ин-та геологии АН ТССР, т I. Ашхабад, 1956.
8. Соловьев В.Ф. и Кулакова Л.С. Геологическое строение подводного склона восточного побережья Каспия от пролива Кара-Богазгол до Чикишляра. ИГН АН СССР, Москва, 1953. Фонды НПУ Челекеннефть.
9. Соловьев В.Ф. и Кулакова Л.С. Геологическое строение и перспективы нефтеносности подводного склона восточного побережья Южного Каспия. Тр. Ин- та геологии АН ТССР, т. I. Ашхабад, 1956.
10. Юров Ю.Г. и др. Отчет о работе морских сейсморазведочных партий 4/56 и 5/56 НИМГЭ в 1956 Гг. ВНИИГеофизика, Москва, 1957. Фонды ВНИИГеофизики.
11. Вартанов С.П., Корнев В.А. Трассирование дизъюнктивных нарушений методом отраженных волн на море (на примере Челекенской морской площади). Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 29, Гостоптехиздат, 1959.
12. Вартанов С.П. и др. Результаты сейсморазведочных работ по профилю Челекен-Нефтяные Камни. «Геология нефти и газа» , 1959, № 3.
Научно-исследовательская морская геофизическая экспедиция (НИМГЭ) НИИГеофизики
Рис. 1. Схема тектоники средней и восточной частей Челекено-Губкинского поднятия.
А - выходы кушкузланского горизонта (размыв на глубину порядка 500 м); Б - граница выходов красноцветной толщи. Погребенное залегание на глубинах до: В - 900-1000 м; Г - 1100-1200 м; Д - 1300- 1400 м; Е - 1500-1700 м; Ж - 2000 м; 3 - 2800 м. Локальные структуры: 1 - Челекенская; 2 - Ждановская; 3 - банки ЛАМ. Дизъюнктивные нарушения: И - прослеженные; К - предполагаемые; Л - нарушенные зоны, состоящие из вторичных нарушений: I - Восточно-Челекенская; II - Алигульская; III - Западно-Челекенская; IV - Ждановская; V - банки ЛАМ; М - действующие грязевые вулканы; Н - древний грязевой вулкан.
Рис. 2. Обзорная схема строения Челекено-Губкинского поднятия в сопоставлении с рельефом морского дна.
1 - изобаты; II - контуры Челекено-Губкинского поднятия. Локальные структуры: 1 - Челекенская; 2 - Ждановская; 3 - банки ЛАМ; 4 - Губкинская (?).
Рис. 3. Схема расположения Челекено-Губкинского поднятия на фоне гравитационных аномалий.
А - контуры гравитационных аномалий; Б - контуры поднятий Центрально-Прибалханской зоны; В - контуры мульды; Г - контуры поднятия внутри мульды; Д, Е - грязевые вулканы. Платформенная область: 1а - Красноводский минимум (Красноводская впадина); 1б - Кубадагский максимум (Кубадагское поднятие); II - зона больших градиентов аномального поля (переходная зона между платформенной и геосинклинальной областями, крутой северный борт Закаспийской депрессии). Геосинклинальная область: IIIа - Прибалханский минимум (Прибалханская депрессия); IIIб - Челекено-Ждановская гравитационная седловина (погребенное доальпийское поднятие); IIIв - Ливановский минимум (Ливановская депрессия); IIIг - южное крыло Прибалхано-Ливановского минимума (южное крыло Прибалхано-Ливановской депрессии).
Структуры по поверхности красноцветной толщи: 1 - Небитдагская брахиантиклиналь; 2 - Котуртепинская брахиантиклиналь; 3 - Челекено-Губкинское поднятие; 4 - Кизылкум-Огурчинская мульда; 4а - Огурчинское поднятие.