О геологической природе аномалий силы тяжести Амуро-Буреинского междуречья
А. П. Тарков
Глубинное геологическое строение обширной территории Амуро-Буреинского междуречья скрыто под чехлом рыхлых горизонтально залегающих неогеновых и постплиоценовых отложений, что затрудняет геологическую интерпретацию гравитационных аномалий в ее пределах. Поэтому вопрос о природе гравитационных аномалий Амуро-Зейской впадины может быть решен только при помощи данных других геофизических методов разведки и с учетом общих особенностей тектонического строения межгорных впадин, занимающих промежуточное положение между геосинклиналью и типичной платформой.
В геологическом строении Амуро-Зейской впадины можно выделить три структурных этажа (яруса).
1. Нижний структурный этаж (фундамент впадины), отражающий геосинклинальный этап развития района, представлен комплексом интенсивно метаморфизованных и сложно дислоцированных пород допалеозойского и палеозойского возраста. Этот комплекс прорван многочисленными гранитоидными интрузиями различного возраста, значительно усилившими региональный метаморфизм вмещающих толщ. Допалеозойские и палеозойские отложения собраны в линейные складки.
2. Структурный этаж, соответствующий промежуточному этапу развития, сложен толщей морских и пресноводно-континентальных отложений юры (?) и мела. Значительную роль в разрезе меловых отложений играют силлы, дайки и покровы андезитов и трахитов. Эффузивная деятельность прекратилась к концу верхнего мела. Мезозойские отложения дислоцированы значительно слабее палеозойских и до- палеозойских толщ. Среди структур встречаются гребневидные, коробчатые и сундучные формы с крутыми флексурными крыльями, связанные с разломами в фундаменте. Морфологические особенности мезозойских складчатых структур подчеркивают глыбовую природу их образования и связь с вертикальными дифференцированными перемещениями отдельных блоков фундамента. Тектонические формы выполаживаются вверх по разрезу. При этом резко выраженные сундучные складки по нижним горизонтам в верхнемеловых отложениях сменяются брахиантиклиналями с весьма пологими углами падения слоев на крыльях.
Прекращение эффузивной деятельности в верхах мела и выполаживание структурных форм вверх по разрезу обусловлено ослаблением активности тектонических процессов к концу мезозойской эпохи.
3. Платформенный структурный этаж, образованный толщей рыхлых слабодислоцированных континентальных цагаянских (Сr3-Pg1) и более молодых отложений, собран в очень пологие брахиантиклинали, облекающие крупные неровности рельефа кровли мезозойского комплекса. Максимальная мощность и наиболее полный разрез цагаянской серии установлены в мезозойских прогибах. Обратная картина наблюдается на положительных мезозойских структурах. Таким образом, структурный план цагаяна унаследован в основных чертах от мезозойского этапа развития.
Унаследованность основных тектонических структур в мезозойских и цагаянских отложениях, выраженная повторяемостью структурных форм от горизонта к горизонту, должна усиливать гравитационный эффект, связанный с тектоникой и рельефом поверхности домезозойского фундамента.
Для установления природы аномалий силы тяжести большой интерес представляет совместное рассмотрение гравитационного поля в редукции Буге и данных вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ), характеризующих поведение опорного электрического горизонта бесконечно высокого сопротивления, отождествляемого с кровлей домезозойского кристаллического фундамента, а также проводящей надопорной толщи, к которой относятся озерно-континентальные отложения нижнего мела.
Вопрос о природе гравитационных аномалий решается на примере Амуро-Томско-Завитинского междуречья (В статье использованы графические материалы из отчетов Е.Г. Честного и Г.Н. Ткачева.).
На западе рассматриваемой территории (междуречье Амура и Зеи) но электрометрическим данным (рис. 1 и 2) отчетливо вырисовываются две крупные, меридионально вытянутые структурные зоны, характеризующиеся сложным строением. Западная из них, отмечаемая на схемах узкими аномалиями параметров rкмин (ордината минимума кривой ВЭЗ) и S (суммарная продольная проводимость) с большими перепадами значений на границах, соответствует Сычевско-Сергиевской депрессии с глубиной погружения подошвы проводящего горизонта, достигающей на севере 1500 м. Эта структурная зона состоит из двух впадин: северной (Сычевской) и южной (Сергиевской), разделенных поднятием. Сычевско-Сергиевскому погружению соответствует глубокая, резко выраженная гравитационная депрессия, контуры которой совпадают с границей описываемой структуры. Сычевская и Сергиевская впадины характеризуются изолированными отрицательными аномалиями силы тяжести.
Более глубокой Сычевской впадине соответствуют минимальные значения Dg. Поперечному поднятию, разделяющему впадины, соответствуют повышенные значения Dg. Границы Сычевско-Сергиевской депрессионной зоны (особенно на востоке) отмечены большими горизонтальными градиентами значений Dg, достигающими 5 мгл на 1 км. Такие значительные градиенты аномалий силы тяжести, так же, как и градиенты параметров ВЭЗ (rкмин и S) подчеркивают блоковое строение Сычевско-Сергиевского погружения.
Восточная, Костюковско-Благовещенская структурная зона, вытянутая вдоль р. Зея, отмечается на схеме суммарной продольной проводимости цепочкой из трех локальных аномалий пониженных значений S (до 20 мо); на схеме же ординат точки минимума ей соответствует полоса повышенных значений rкмин (до 100 омм), оконтуренная изолинией 50 омм. Можно предполагать, что опорный электрический горизонт (домезозойский фундамент) в пределах рассматриваемой структурной зоны залегает на небольшой глубине (менее 1км). Костюковско-Благовещенскому погребенному поднятию соответствует зона повышенной аномалии силы тяжести, простирание и границы которой совпадают с контурами и ориентировкой аномальных зон параметров ВЭЗ (см. рис. 1 и 2). На схеме суммарной продольной проводимости и в гравитационном поле в пределах Костюковско-Благовещенской зоны выделяются три изолированных участка, характеризующихся локальными максимумами Dg и минимумами значений S, оконтуренными изолинией 40 мо, где домезозойский кристаллический фундамент ближе всего подходит к дневной поверхности.
Аналогичная зависимость между характером гравитационного поля и мезозойскими погребенными структурами, выявленными электроразведкой, устанавливается и для левобережья р. Зея. Эта территория по данным ВЭЗ имеет более сложное строение.
Основным структурным элементом здесь является крупная впадина (с центром в г. Куйбышевка-Восточная), имеющая неправильные очертания в плане. Впадина, оконтуренная изогипсой -1000 м (по подошве проводящего горизонта), имеет два центра максимального прогибания - Комиссаровский и Белогорский. На схеме суммарной продольной проводимости (см. рис. 2) эта структура отмечается резко выраженной аномальной зоной повышенных значений S (до 300 мо), оконтуренной изолинией 160 мо.
В пределах аномальной зоны выделяются два изолированных максимума - Комиссаровский (300 мо) и Белогорский (220 мо), соответствующие одноименным прогибам. Результаты интерпретации электроразведочных данных (для Белогорского прогиба) подтверждены материалами сейсморазведки и бурения опорной Белогорской скважины.
Куйбышевской впадине соответствует крупная гравитационная депрессия, повторяющая в общих чертах контуры погребенной геологической структуры. Белогорский погребенный прогиб отмечается локальным минимумом силы тяжести, а Комиссаровскому прогибу отвечает изгиб соответствующих изоаномал. Дизъюнктивные нарушения, ограничивающие Белогорскую часть впадины с запада и особенно с востока, отмечаются большими перепадами значений Dg и S, достигающими 3 мгл и 20 мо на 1 км. Именно в эту зону больших горизонтальных градиентов значений Dg и S и попала Белогорская опорная скважина.
С юга Куйбышевская впадина отделена от двух изолированных прогибов - Дмитриевского и Константиноградовского (см. рис. 2) - широтным (Березовско-Знаменским) валом, намечаемым зоной пониженных значений S (от 80 до 120 мо), что указывает на сравнительно неглубокое залегание опорного горизонта. В гравитационном поле Березовско-Знаменскому валу соответствует цепочка локальных положительных максимумов силы тяжести интенсивностью в 5-10 мгл. Пролив, намечающийся между Куйбышевской и Константиноградовской отрицательными структурами, по данным ВЭЗ, отражен в гравитационном поле в виде участка относительно пониженных значений Dg.
Константиноградовский, Дмитриевский прогибы и разделяющее их Ивановское поднятие, выделенные по электроразведочным данным, подтвердились и гравиразведкой.
С востока Куйбышевско-Константиноградовская зона погружений ограничена Кругляковско-Переяславским поднятием, восточная часть которого недооконтурена из-за отсутствия данных ВЭЗ. В пределах разведанной части поднятия подошва проводящего горизонта залегает на глубине менее 500 м от дневной поверхности с наиболее приподнятым залеганием кристаллического фундамента между селами Поздеевка и Знаменка. Действительно, у с. Поздеевка гранито-гнейсы домезозойского возраста вскрыты бурением на глубине около 350 м. На гравитационной карте Кругляковско-Переяславскому поднятию соответствует зона повышенного положительного поля силы тяжести с максимальными значениями Dg в районе с. Круглое.
Восточнее Кругляковско-Переяславского поднятия по электроразведочным данным намечается резкое погружение кровли кристаллического фундамента, соответствующее западному борту Екатеринославского прогиба и сопровождающееся понижением уровня аномалий силы тяжести. На отдельных участках вдоль юго-восточной границы упомянутых выше структурных зон отмечаются большие градиенты значений Dg, указывающие на существование погребенных разломов в фундаменте и в нижних горизонтах мезозойского эффузивно-осадочного чехла.
На основании доказанного для территории междуречья Амура, Завитой и Томи прямого соответствия погребенных мезозойских структур, выявленных ВЭЗ, картине гравитационного поля можно достаточно определенно говорить о решающем влиянии на характер аномалий силы тяжести структурного фактора. Аномалии в этом районе вызваны в основном рельефом домезозойского фундамента и тектоническими формами эффузивно-осадочной толщи мезозоя, повторяющими структурный рельеф кристаллического основания. Это верно не только для крупных структур второго порядка типа Куйбышевской впадины и Костюковско-Благовещенского поднятия, но и для осложняющих их структур третьего порядка. Прямая зависимость между характером гравитационного поля и тектоническим строением района, доказанная для междуречья Амура, Томи и Завитой, может быть распространена и на остальную территорию Амуро-Буреинского междуречья.
Таким образом, карту аномалий силы тяжести Амуро-Буреинского междуречья, отражающую структуру мезозойского эффузивно-осадочного чехла, можно брать за основу тектонического районирования исследуемой территории при проведении нефтепоисковых работ.
В заключение отметим, что данные гравиметрической съемки, по-видимому, могут быть использованы при тектоническом районировании не только в Амуро-Зейской депрессии, но и в других межгорных впадинах Дальнего Востока - Верхне-Зейской, Буреинской, Удской, Амуро-Сунгарийской, которые характеризуются сходными чертами геологического строения (наличие трех структурных этажей, контрастность тектонических форм промежуточного этажа, обусловленная блоковой тектоникой фундамента).
ВНИИГеофизика
Рис. 1. Схема сопоставления значений ординат rкмин проводящего надопорного горизонта с данными гравиметрии.
1- изолинии равных значений ординат rкмин; 2 - изогипсы подошвы проводящего надопорного горизонта. Гравитационные аномалии: 3 - положительные, 4 - отрицательные.
Рис. 2. Схема сопоставления значений суммарной продольной проводимости S с данными гравиметрии.
1 - изолинии равных значений суммарной продольной проводимости S; 2 - изогипсы подошвы надопорного проводящего горизонта. Аномалии силы тяжести: 3 - положительные, 4 - отрицательные.