К методике тектонического районирования фундамента Западно-Сибирской низменности по геофизическим данным
Н. В. Шаблинская
В течение последних лет на основе интерпретации геофизических данных появился ряд схем строения складчатого фундамента Западно-Сибирской низменности [4, 5, 6], при составлении которых авторами были использованы известные положения академика А.Д. Архангельского [2] о совпадении простираний магнитных и гравитационных аномалий с простираниями основных структур складчатого фундамента.
В юго-западной части Западно-Сибирской низменности выделяются три складчатые системы. Наиболее древняя - каледонская складчатая система - расположена на юге и известна под названием Казахской складчатой страны. Характерной особенностью тектоники последней является непостоянство простираний ее структур: меридиональные, северо-западные и северо-восточные.
С запада и востока каледониды Казахстана окружены более молодыми Обь-Зайсанской и Уральской складчатыми областями, имеющими устойчивые соответственно северо-западные и северо-восточные простирания.
В пределах территории Вагай-Ишимского междуречья, где происходит сочленение перечисленных складчатых сооружений, схема гравимагнитных осей становится очень сложной, а ее интерпретация - затрудненной. Поэтому для изучения фундамента на данном участке мы предварительно обработали имеющийся материал.
Прежде всего была проведена локализация гравитационных аномалий (Dg) и аномалий магнитного поля (DTa) на площади около 60000 км2 способом вариаций, предложенным Б.А. Андреевым [1], причем оптимальный радиус осреднения был равен 8 км.
Оси гравитационных и магнитных аномалий были проведены по картам локального ноля.
Хотя проведение осей по локальным аномалиям стало более уверенным, полученная картина их простираний на всей площади исследования имеет все же сложный вид, и провести по ним уверенную границу различных складчатых сооружений практически невозможно.
Чтобы разобраться в строении фундамента исследуемого участка, мы разложили полученную сложную картину простираний осей на элементарные составляющие при помощи розы осей, представленной на рис. 1. При ее построении учтены оси всех гравитационных и магнитных локальных аномалий участка исследования, на фоне которого роза изображена.
На розе четко определились доминирующие направления осей аномалий, которые соответствуют северо-западному и северо-восточному простираниям структур фундамента. Роза показывает также, что на участке исследования оси северо-восточного простирания имеют более четкую направленность, мало отклоняясь от основного направления, в то время как оси северо-западного простирания имеют примерно вдвое большую дисперсию направлений.
Выбрав на розе секторы (а и б), характеризующие основные простирания, мы вернулись к картам осей локальных гравитационных и магнитных аномалий и провели селекцию их по направлениям. Оси каждого доминирующего направления, попавшие при сортировке в секторы а и б, были нанесены на схемы отдельно (рис. 2, а, б).
Наиболее четкую картину рисуют оси гравитационных аномалии. На рис. 2, а они имеют северо-восточное простирание и сосредоточены только в юго-западной части площади, что создает возможность четко выделить область их распространения.
Основная масса уверенных осей гравитационных аномалий значительной протяженности ориентирована на северо-запад и преобладает в северо-восточной части площади исследования. Количество их явно уменьшается к северо- и юго-западу.
Приуроченность гравитационных осей к определенным областям создает возможность наметить границы распространения различных складчатых сооружений (см. рис. 2, в).
Выявленные на розе осей доминирующие направления соответствуют простираниям Уральских и Обь-Зайсанских складчатых сооружений на Южном Урале и в Казахстане и указывают на продолжение последних в пределы исследуемого участка.
Магнитные оси в отличие от гравитационных рассеяны по всей площади исследования.
Так, например, магнитные оси северо-восточного простирания прослеживаются далеко на северо-восток, переходя из одной области, выделенной по гравиразведке, в другую.
Следовательно, тектоническое районирование сложно построенных участков фундамента низменности на основании данных магниторазведки должно выполняться весьма осторожно.
Причина различного распространения осей гравитационных и магнитных аномалий кроется, вероятно, в природе самих аномалий. По-видимому, оси гравитационных аномалий отвечают крупным структурным элементам, составляющим основу фундамента (антиклинальные и синклинальные зоны, крупные складки, блоки и т. д.), которые возникли во время складкообразовательных процессов.
Магнитные же аномалии вызываются, по-видимому, магнитоактивными телами, которые обычно приурочены к трещинам и разломам в теле уже стабилизировавшегося фундамента. По ним происходит циркуляция растворов, содержащих магнитоактивные минералы, благодаря чему вдоль разломов могут располагаться магнитные породы. По разломам внедряются и основные интрузии, также создающие магнитные аномалии. Разломам подвергается уже стабилизировавшийся фундамент, причем направлены они могут быть вкрест простирания основных складчатых сооружений.
Только приуроченностью магнитных аномалий к разломам и трещинам можно объяснить наличие магнитных осей Уральского простирания на территории Обь-Зайсанских сооружений, расколотых под действием уральской фазы складчатости трещинами северо-восточного направления.
На рис. 2, в представлена схема тектонического районирования фундамента Ишимского участка.
Индексом I обозначены Уральские складчатые сооружения, структуры которых строго направлены на северо-восток. В этой области наблюдается полное отсутствие магнитных осей, секущих основные складчатые структуры. Это обстоятельство, с нашей точки, зрения, указывает на то, что Уральская складчатость на территории исследования является наиболее молодой.
В северо-восточной части территории выделяется Обь-Зайсанская складчатая система (II) с северо-западным простиранием основных структур. Эти сооружения разбиты трещинами уральского направления, о чем свидетельствует наличие в их пределах многочисленных магнитных осей северо-восточного простирания. II, наконец, на юге выделяется наиболее древний каледонский массив (III), который имеет форму выступа и является северной оконечностью Казахской складчатой страны.
Этот массив представляет собой область взаимного пересечения аномалий перечисленных выше направлений. По сравнению с Уральскими и Обь-Зайсанскими гравитационные аномалии Северо-Казахстанского выступа менее интенсивны, небольшие и невыразительные.
Это объясняется, по-видимому, относительной древностью каледонид и глубиной их эрозионного среза. Характер сочленения выделенных складчатых систем, а также очертания разделяющей их границы указывают на вероятное наличие региональных разломов отделяющих Уральские сооружения от более древних.
Итак, прием построения розы гравимагнитных осей и с ее помощью элементарных карт позволяет более четко показать наличие трех складчатых систем, уточнить контуры их распространения и высказать предположение о последовательности их образования во времени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев Б.А. Расчеты пространственного распределения потенциальных полей и их использование в разведочной геофизике. Изв. АН СССР, серия геофиз., № 1, 1954.
2. Архангельский А.Д. Избранные труды, т. II, изд. АН СССР, 1954.
3. Пермяков Е.Н. Тектоническая трещиноватость Русской платформы. Материалы к познанию геологического строения СССР, издаваемые МОИП, нов. серия, вып. 12 (16).
4. Проводников Л.Я. Схема структурных элементов, вещественного состава и рельефа фундамента Западно-Сибирской низменности по геофизическим данным. Изд. Вост. фил. АН СССР, № 6, Новосибирск, 1957.
5. Ростовцев Н.Н., Симоненко Т.Н., Уманцев Д.Ф. К вопросу о строении складчатого фундамента Западно-Сибирской низменности, Тр. СНИИГГИМС, вып. I, 1959.
6. Ростовцев Н.Н. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности. Тр. ВСЕГЕИ, Госгеолтехиздат, 1958.
ВНИГРИ
Рис. 1. Роза осей гравитационных и магнитных локальных аномалий.
1 - роза, построенная по уверенным осям; 2 - роза, построенная на основании всех полученных осей (уверенных и менее уверенных); 3 - направление доминирующих простираний; 4 - секторы, по которым проведена селекция осей.
Рис. 2. Элементарные карты осей гравимагнитных аномалий (а и б). Схема тектонического районирования фундамента Ишимского участка (в). Сост. Н.В. Шаблинская, 1960 г.
1 - область распространения осей аномалий d(Dg) северо-восточного простирания; 2 - область распространения осей аномалий d(Dg) северо-западного простирания; 3 - область распространения осей аномалий d(Dg), секущих друг друга; 4 - уверенные оси аномалий d(Dg); 5 - менее уверенные оси аномалий d(Dg); 6- уверенные оси аномалий d(DTa); 7 - менее уверенные оси аномалий d(DTa). 8 - границы различных областей распространения аномалий d(Dg) (границы разновозрастных складчатых сооружений); 9 - участок исследования ВНИГРИ, покрытый гравимагнитной съемкой масштаба 1:200 000; 10 - предполагаемые разломы.
I - Уральские складчатые сооружения; II - Обь-Зайсанские складчатые сооружения; III - Каледонская складчатая система.