О строении Приверхоянского прогиба по гравиметрическим данным
О.К. ЛИТВИНЕНКО
В связи с изучением перспектив нефтегазоносности Якутской АССР необходимо изучать структурные планы более глубоких горизонтов, что, в частности, подчеркивается в сводной работе большого коллектива геологов и геофизиков [1]. Выяснение соотношений между нижнеюрским и меловым и пермо-триасовым структурными планами особенно интересно в связи с газоносностью нижнеюрских пород. Некоторые геологи [3] считают перспективными в нефтеносном отношении и пермо-триасовые отложения. Некоторые сведения о соотношении структурных этажей можно получить при интерпретации гравиметрических данных с привлечением других геофизических материалов.
Рассмотрим данные гравиметрической съемки в двух складчатых зонах внутреннего борта прогиба - в зоне Тукуланских складок и зоне Китчанского выступа.
Первая из них расположена севернее широтного течения р. Алдан, вторая - между нижним течением р. Вилюй и р. Леной и включает правобережье р. Лены между Китчанами и Сангарами (рис. 1).
В геологическом разрезе этих зон выделяются три крупных структурных этажа: 1) фундамент палеозойского или докембрийского возраста, 2) пермо-триасовый комплекс, который формировался во время развития Верхоянской геосинклинали, и 3) породы третичного и нижнемелового-нижнеюрского возраста. Тектоника последних определяется как развивавшимся в это время прогибом, так и строением более древнего верхоянского комплекса [1].
При сопоставлении геологических и гравиметрических данных по Тукуланской зоне видно, что аномалии силы тяжести четко отражают структуры, зафиксированные геологической съемкой. В описываемой зоне наблюдаются значительные по амплитуде и градиенту положительные гравитационные аномалии над Нижне-Градыжской, Западно-Градыжской и Мольджигойской антиклиналями. Очертания аномалий силы тяжести позволяют, как это показал С.В. Филиппов (1955 г.), уточнять простирание и контуры мезозойских складок.
Количественная интерпретация аномалий силы тяжести по нескольким профилям вкрест простирания Мольджигойской и Западно-Градыжской структур подтверждает связь аномалий с мезозойскими структурами и, кроме того, позволяет сделать некоторые заключения о развитии и формировании структур. При расчетах использовались формула определения глубины залегания бесконечной горизонтальной полосы и формулы для бесконечного горизонтального цилиндра, дающие глубину до центра тяжести [4]. Кроме того, в зонах больших горизонтальных градиентов по известной формуле для уступа определялась предельная глубина поднятой его части.
Одна из типичных кривых гравитационных аномалий, по которым проводилась интерпретация, представлена на рис. 2. Южный склон аномалий круче северного, сильно искаженного влиянием, по-видимому, более глубоких масс. Поэтому были вычислены локальные аномалии, причем величина регионального фона определялась экстраполяцией графиков аномалий силы тяжести на большом протяжении. По этим локальным аномалиям проведена оценка глубины залегания аномальных масс по указанным выше формулам.
Локальные аномалии можно разделить, предположив, что южному склону аномалий соответствует симметричный северный (Dg(2)). Далее можно условно выделить кривую Dg(3), соответствующую северному склону аномалий (см. рис. 2). По разделенным кривым при помощи формул [4], с учетом плотности между ее предельными значениями, оценены предельные глубины залегания аномальных масс на нескольких профилях. Эта оценка показала, что предельные глубины залегания аномальных масс, полученные по симметричным кривым Dg(2), меньше полученных по кривым типа Dg(3).
Следовательно, на основе проведенной количественной интерпретации по ряду профилей можно сделать заключение, что предельная глубина аномальных масс, которым соответствуют кривые Dg(2) и Dg(3), различна, причем она всегда больше по кривым Dg(3). Следовательно, в молодых мезозойских складках, которым соответствуют суммарные локальные аномалии, имеются более глубокие и тяжелые ядра, расположенные несколько севернее осей современных складок (на графиках ядрам соответствуют кривые типа Dg (3)).
Исходя из общего геологического строения данного района [1], можно предположить, что возраст пород, слагающих эти ядра, пермо-триасовый. Это приводит к выводу о том, что пермо-триасовые ядра расположены к северу от осей современных мезозойских складок.
Для ориентировочной оценки предельных глубин фундамента можно считать, что нижняя предельная глубина локальных аномальных масс в зонах больших градиентов гравитационного поля дает глубину залегания кембрийского или докембрийского фундамента этой зоны. Если принять это предположение, то оказывается, что фундамент в данной зоне залегает в пределах 2,5-6 км.
Рассмотрим теперь гравитационные аномалии (Усть-Вилюйскую, Собо-Хаинскуюи др.), расположенные на окраине Китчанского выступа. В целом описываемая область хорошо изучена геофизическими методами, а сведения о геологическом строении верхних осадочных пород (до глубины 2-3 км) получены по данным бурения[1] и сейсморазведки.
При интерпретации гравитационных аномалий использовались данные В.В. Панова и Ю.Д. Горшелина, разрезы скважин и сейсмические материалы (по М.А. Гудковой).
Плотности пород приняты согласно Г.Д. Бабаяну [1].
В виде примера интерпретации можно рассмотреть результаты расчетов по профилю через Усть-Вилюйскую структуру. Рассчитано два предельных типа строения среды, которые объясняют относительно положительную Усть-Вилюйскую гравитационную аномалию. Во-первых, подбирался вертикальный цилиндр с глубиной нижней границы 5,5 км, влиянием которого объясняется вся аномалия. Во-вторых, при вычислении предполагалось, что суммарное влияние обусловлено максимальным поднятием верхнего структурного этажа и изменением плотности пермо-триасовых пород. Аналогичная интерпретация проведена по профилям через Собо-Хаинский, Сангарский и Бергеинский локальные гравитационные максимумы.
В результате выявлено, что аномалия над Сангарской структурой вызвана глубоко залегающей массой. Ее нижняя граница лежит глубже 5 км. Смещения верхнего структурного этажа относительно пермо-триасовых пород не наблюдается. Это свидетельствует о том, что Сангарская структура - унаследованная и имеет в основании плотное ядро или же основную интрузию. Большие мощности и плотности пород в районе Сангарской аномалии, расположенной в пределах внутреннего борта прогиба, свидетельствуют о длительном геосинклинальном режиме, который был здесь в геологическом прошлом.
Брахиантиклинальные Собо-Хаинская и Бергеинская структуры также развивались унаследованно и формировались на древних уплотненных породах верхоянского комплекса. Однако аномалии, созданные этими структурами, в отличие от Сангарской, можно полностью объяснить влиянием пермо-триасовых плотных масс, которые залегают выше 4-5 км. Молодой осадочный комплекс на Собо-Хаинской структуре залегает почти без смещения, в то время как на Усть-Вилюйской и Бергеинской структурах породы верхнего структурного этажа смещены в юго-западном направлении. На Бергеинской структуре с уменьшением глубины увеличивается угол падения пород, что указывает на рост этих структур преимущественно в послетриасовое время.
На основе проведенной интерпретации можно считать, что в рассматриваемой зоне гравитационные аномалии в основном создаются в результате влияния пермо-триасовых уплотненных ядер структур. Так же как и в районе Тукуланских складок, породы молодого осадочного комплекса здесь смещены в юго-западном направлении, т. е. в сторону Вилюйской впадины.
Сопоставим теперь положение локальных гравитационных аномалий приплат-форменного борта прогиба (рис. 3) со схемой глубин кровли магнитных возмущающих пород, составленной А.А. Гудковым (1958 г.). Поле локальных гравитационных аномалий было вычислено как разность между наблюденными аномалиями силы тяжести и региональным фоном, путем аналитического продолжения исходного поля в верхнее полупространство на высоту 5 км с помощью электронных счетных машин.
На приплатформенном борту прогиба выделяется полоса северо-западного простирания, в которой локальное гравитационное поле имеет расчлененный, мозаичный характер (см. рис. 3). Эта полоса продолжается во внутреннем борту и там переходит в Келинскую впадину.
На схеме А.А. Гудкова зоне мозаичного поля соответствует углубление, а зоне Тукуланских складок на платформенном борту - подъем кровли магнитных пород фундамента. Чередующиеся полосы раздробленного и ненарушенного фундамента по отношению к прогибу имеют поперечное направление. Можно предположить, что поперечный план прогиба формировался задолго до развития и заложения самого прогиба, чем объясняется чередование во внутреннем борту прогиба «ванн» и складчатых зон, фундамент которых был достаточно жестким, нераздробленным.
Эти поперечные полосы продолжаются во внутреннем борту прогиба, где на них накладывались тектонические движения, связанные с развитием и формированием Верхоянской геосинклинали и Верхоянского прогиба. Локальные гравитационные аномалии указывают на то, что и во впадинах прогиба существует складчатость общеверхоянского простирания, как это предполагает А.В. Лейпциг в своей работе [2]. В складчатых зонах фундамент был жестким, и там в мезозое развивалась ярко унаследованная складчатость. Впадины интенсивно погружались во время развития прогиба и мезозойские структуры не успевали формироваться на пермо-триасовых структурах. Смещение мезозойского этажа складок относительно более древних слоев в сторону платформы можно объяснить общей миграцией оси прогиба в том же направлении, что вообще характерно для развития прогибов. Для подтверждения высказанной точки зрения необходимо дальнейшее изучение гравитационного поля впадины.
Из приведенных данных видно, что гравиметрические данные в области внутреннего борта прогиба помогают решать вопросы унаследованности и миграции молодых мезозойских складок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаян Г.Д., Бобров Г.В., Бархатов Г.В. и др. Геологическое строение и нефтегазоносность Якутской АССР. (Под редакцией В.Г. Васильева), Гостоптехиздат, 1960.
2. Лейпциг А.В. Тектоническое строение южной части Приверхоянского прогиба. Материалы по геологии и полезным ископаемым Якутской АССР. Вып. 3, Якутск, 1960.
3. Панов В.В. О поисках нефтяных и газовых месторождений в Приверхоянском прогибе. Материалы по геологии и полезным ископаемым Якутской АССР. Вып. 3, Якутск, 1960.
4. Шванк О.А., Люстих Е. Н. Интерпретация гравитационных наблюдений. Гостоптехиздат, 1947.
МГУ
Рис. 1. Обзорная схема тектоники южной ветви прогиба и прилегающих областей (по В.Г. Васильеву, Ю.П. Тихомирову, К.Р. Чепикову).
1 - Алданский щит и его склоны; 2 - Приверхоянский краевой прогиб; 3 - Верхоянская складчатая зона; 4 - антиклинорий Сетта-Дабан; 5 - структурные формы. Поднятия: XI - Хапчагайское, XII - Якутское. Впадины: XV - Алданская. Зоны передовых складок: XVIII - Китчанско-Буролахская, XIX - Тукуланская. Впадины: XXI- Линденская, XXII - Келинская, XXIII - Томпонская.
Рис. 2. Типичный график аномалий силы тяжести над структурами в зоне Тукуланских складок.
Рис. 3. Схема локальных гравитационных аномалий приплатформенного борта прогиба (с учетом данных А.А. Гудкова).
1 - относительно положительные локальные аномалии; 2 - относительно отрицательные локальные аномалии; 3 - западная граница мозаичного поля на приплатформенном борту прогиба; 4 - глубины (км) кровли магнитных пород (по А.А. Гудкову).