Глубинное геологическое строение восточной части Заунгузских Кара-Кумов в свете новейших геолого-геофизических данных
В.Г. Коц
Открытие в 1959 г. крупного газового месторождения на Дарваза-Зеаглинском поднятии в Центральных Кара-Кумах привлекло внимание геологов-нефтяников к проблеме изучения глубинного геологического строения всей обширной территории Центральных и Заунгузских Кара-Кумов. По современным геологическим представлениям основным элементом тектоники этой части Среднеазиатской платформы является Центрально-Каракумское сводовое поднятие фундамента, наиболее приподнятая часть которого располагается в районе Серный Завод - Дарваза.
Настоящая статья посвящена вопросам тектоники восточной периферии Центрально-Каракумского свода и примыкающей к ней части Приамударьинской зоны.
Обширная территория, заключенная между цепочкой солончаковых впадин Унгуза на юге, р. Аму-Дарья на северо-востоке и тропой Ташауз - Северный Завод на северо-западе, которая относится к наиболее труднодоступным площадям в Туркменистане, почти сплошь закрыта чехлом кайнозойских отложений и поэтому до последнего времени оставалась «белым пятном» на геологических и тектонических картах.
Впервые данные о глубинном геологическом строении Восточного Заунгузья были получены в результате проведения общей аэромагнитной и гравиметрической съемок, выполненных в 1956 -1959 гг. Западным геофизическим трестом МГ и ОН СССР и УГ и ОН при СМ Туркм. ССР. В 1960-1961 гг. экспедициями ВНИИгеофизика и УГ и ОН при СМ Туркм. ССР были проведены региональные сейсмические работы МОВ и КМПВ и структурное бурение. Комплексная интерпретация материалов позволяет предложить тектоническую схему строения этой территории.
Наиболее общее представление о тектонике района можно составить на основании данных гравиметрии. На карте аномалий силы тяжести в Заунгузских Кара-Кумах выделяется обширная зона мозаичных аномалий различного знака и простирания. По периферии эта зона окаймляется в пределах описываемой территории крупными аномалиями типа «гравитационной ступени» (зоны повышенных градиентов аномалий силы тяжести).
С юга выделяется Унгузская гравитационная ступень, в плане совпадающая с цепочкой солончаковых впадин Унгуз, на востоке протягивается Камышлинская гравитационная ступень, простирающаяся вдоль меридиана пос. Хозарасп от Унгуза до широты г. Ургенча. Восточнее описанной ступени развивается обширный региональный минимум силы тяжести, протягивающийся вдоль р. Аму-Дарья через всю территорию Туркменистана. С востока минимальная зона ограничивается цепочкой крупных локальных максимумов силы тяжести северо-западного простирания, так называемой Чарджоу-Питнякской максимальной зоной, отделенной от Восточно- Заунгузского максимума Приамударьинской гравитационной ступенью.
На широте Серного Завода минимальная зона разветвляется. Одна полоса минимумов прослеживается вдоль р. Аму-Дарья к подножью хребта Султан-Уиз-Даг, другая сначала с субширотным, а затем с субмеридиональным простиранием - к г. Ташаузу, огибая с запада следующий крупный элемент гравитационного поля - Ургенчский максимум силы тяжести.
На юге в районе пос. Кабаклы Восточно-Заунгузский минимум также раздваивается, огибая Вагаджинский максимум силы тяжести.
Как установлено предыдущими исследованиями, гравитационное поле Восточного Туркменистана отражает основные элементы строения осадочной толщи и складчатого фундамента, его петрографический состав и влияние глубинных аномальных факторов, причем влияние петрографии наиболее сильно сказывается в зонах приподнятого залегания фундамента. В зонах, где фундамент погружен на глубину свыше 2,5-3 км, характер гравитационного поля определяется в основном рельефом фундамента и строением осадочного чехла, наследующего структурный план фундамента.
В соответствии с этим по данным гравиметрии можно выделить следующие основные элементы тектоники. 1) Восточная погруженная часть Центрально-Каракумского сводового поднятия фундамента (область мозаичных аномалий); 2) Восточно-Заунгузский прогиб; 3) Чарджоу-Питнякская зона поднятий; 4) Ургенчская зона выступов фундамента; 5) Балкуинская впадина, располагающаяся между Ургенчской зоной выступов и Центрально- Каракумским сводом; 6) Багаджинское поднятие фундамента (вал).
В юго-восточной периферии Центрально-Каракумского свода намечаются две зоны региональных разломов - Камышлинская и Унгузская, по которым происходит сочленение свода с окаймляющими его впадинами. Сочленение Восточно-Заунгузского прогиба с Чарджоу-Питнякской зоной поднятий происходит по Приамударьинскому глубинному разлому. Данные сейсморазведки структурного бурения и анализ локальных аномалий гравитационного поля позволяют уже сейчас дать некоторые, более детальные представления о глубинной геологии описанных, элементов.
К юго-востоку от Серного Завода, на площади, ограниченной с юга цепочкой солончаковых впадин Унгуз, с запада и с востока меридианами Ташауза и Турткуля и с севера параллелью пос. Дарваза, вырисовывается платообразная зона, опущенная по осадочным отложениям относительно Дарваза-Зеаглинского выступа и приподнятая относительно своей северной, восточной и южной периферии - Восточная погруженная часть Центрально-Каракумского свода. По поверхности меловых отложений эта зона опущена относительно Зеагли на 300-400 м, по поверхности фундамента погружение, видимо, составляет 1,5-2 км за счет увеличения мощности мезозойских, главным образом, юрских отложений и, возможно, появления в разрезе пород пермо-триаса. В пределах этой площади по редкой сети сейсмических профилей и буровых скважин намечается обширное и пологое Заунгузское поднятие, амплитуда погружения от центра к северу, югу и востоку по меловым и юрским отложениям составляет 150 м. С запада замыкание структуры не зафиксировано, и, возможно, осложнение имеет форму структурного носа. В гравитационном отношении площадь Заунгузского поднятия характеризуется развитием очень слабых и неявно выраженных локальных аномалий. Следует подчеркнуть, что углы падения пластов в пределах площади не постоянны. Наиболее крутое падение слоев наблюдается на южном крыле (углы падения до 2,3°), где сейсморазведкой фиксируется флексурообразное осложнение, в плане совпадающее с Унгузским региональным разломом, намеченным по данным гравиметрии. Четкое погружение отмечается по данным сейсморазведки и на северной периферии площади, но углы, наклона слоев здесь не превышают 1°.
С востока Заунгузское поднятие прогибом амплитудой до 150 м отделено от зоны Камышлинской гравитационной ступени, строение которой следует рассмотреть особо.
Как было сказано выше, Камышлинская гравитационная ступень предположительно является отражением зоны разлома, в пределах которой следует ожидать повышенной активизации тектонической деятельности и, следовательно, развития крупных структурных осложнений, благоприятных для поисков нефти и газа.
Направление поисковых сейсмических работ определялось по данным анализа локальных аномалий гравитационного поля. В пределах рассматриваемой зоны на карте локальных аномалий (рис. 1, а) четко выделены два линейных локальных максимума субмеридиональиого простирания - Бешкудукский и Мулладжуринский. Пересечение Мулладжуринской аномалии крестом сейсмических профилей (рис. 1, б) позволило выявить крупную антиклинальную структуру, получившую название Гагаринской. Амплитуда структуры по сейсмическим горизонтам, приуроченным к поверхностям мела и юры, составляет 350-400 м, углы наклона по западному крылу 6°, по восточному 8-9°, простирание субмеридиональное. Эти данные подтверждены структурным бурением по профилю скважин вкрест простирания структуры. Сопоставление величины локальной аномалии силы тяжести и характера залегания сейсмических горизонтов позволяет установить между ними прямую количественную связь (см. рис. 1, а) и на основе ее по данным гравиметрии дать предварительные структурные построения по площади, которые являются рабочей основой для детальной разведки.
Данные сейсморазведки позволяют наметить к югу от Гагаринской структуры еще одно поднятие, имеющее с ней единое строение, и, таким образом, выделить Камышлинский вал общей протяженностью до 100 км.
Четкая линейная ориентация структур вала, значительные амплитуды и углы наклона указывают на их приуроченность к тектонически активной зоне - Камышлинскому глубинному разлому, по которому происходит сочленение восточной части Центрально-Каракумского свода и Восточно-3аунгузского прогиба.
На юге Камышлинский вал прослеживается до солончаковой впадины Унгуза, где он, видимо, обрезается Унгузским региональным разломом. К югу от Унгуза но данным гравиметрии можно предположить наличие структур меридионального простирания, как бы соединяющих Камышлинский вал с Байрамалийским валом, связанным с Мургабским глубинным разломом. Таким образом, намечается крупная система поднятий, рассекающая Восточную Туркмению в субмеридиональном направлении.
Восточно-Заунгузский прогиб является элементом системы прогибов, выделенной Ю.Н. Годиным [1] и протягивающейся вдоль границ Туркменистана от Каспия до г. Керки. В пределах описываемой территории прогиб выделяется на основании данных гравиметрии как зона крупного регионального минимума силы тяжести. Сейсмический профиль АДГЭ № 4 60601 б, пересекающий минимум вкрест простирания между пос. Дарганата и Гагаринской структурой, подтверждает наличие обширного прогиба. Амплитуда его по сейсмическому горизонту, выделяемому вблизи поверхности мела, составляет 300-400 м, а по горизонту, предположительно отнесенному к верхней части юрских отложений, 800-1000 м. Прогиб имеет довольно крутые и узкие борта (углы падения по восточному борту 3-4°, по западному - 6°), дно прогиба залегает почти горизонтально, в осевой части прогиба намечается очень слабо выраженное поднятие.
Сейсмический профиль 60620, проведенный южнее от пос. Кабаклы в направлении к Серному Заводу, также фиксирует прогиб, причем на разрезе, построенном по этому профилю, четко отражен восточный Амударьинский борт прогиба и значительно менее выражен западный Заунгузский борт, по которому намечается довольно монотонный подъем слоев к центру Кара-Кумов. В осевой части прогиба также выделяется слабый перегиб слоев. В пределах зоны Камышлинской ступени намечается тектоническое нарушение и довольно пологий (до 70-80 м амплитудой) антиклинальный перегиб слоев.
Сейсмический профиль 61555, проведенный на юго-запад от р. Аму-Дарья, между описанными профилями фиксирует северо-восточный борт прогиба и выделяет в осевой его части локальное антиклинальное поднятие амплитудой около 300 м.
Описанное соотношение структурных элементов хорошо увязывается в единую схему на основе данных гравиметрии, при анализе карт локальных аномалий силы тяжести. Как выше отмечалось, система Приамударьинских впадин четко фиксируется зоной крупных минимумов силы тяжести, причем эта зона раздваивается на юге, южнее пос. Кабаклы, обтекая Багаджинскую максимальную зону и на севере на широте пос. Дарганата, огибая Ургенчскую максимальную зону. На карте локальных аномалий в осевой части минимума выделяется линейная зона слабых положительных аномалий, ось которых соединяет оси Багаджинского и Ургенчского максимумов силы тяжести. Отмеченные перегибы в осевой части Восточно-Заунгузского прогиба локализуются в пределах этой зоны, причем перегибы по профилям 61556 и 60620 приурочены к площади наиболее крупной аномалии этой зоны - Мергенского максимума, которому, очевидно, соответствует погребенная антиклинальная структура.
В свете изложенного предполагается, что в осевой части В осточно-3аунгузского прогиба протягивается цепь погребенных структур, причем крайними звеньями этой цепи являются крупные поднятия фундамента Ургенчское и Багаджинское.
Багаджинское поднятие фундамента как бы раздваивает Восточно-Заунгузский прогиб. На востоке между Багаджинским и Чарджоуским поднятиями фундамента выделяется Дейнауский прогиб северо-западного простирания размерами 30X100 км, амплитудой до 500 м.
На западе Восточно-Заунгузский прогиб проливом между Багаджинским и Заунгузским поднятиями соединяется с Южно-Унгузской впадиной. Северной границей этой впадины является Унгузский разлом, восточной - Багаджинский вал. С юга впадина ограничена Репетек-Чешминской зоной структур, развивавшихся по глубинному разлому. Западная граница впадины еще не выяснена. Именно в области сочленения Восточно-3аунгузского прогиба и Южно-Унгузской впадины и проходит сейсмический профиль 60620.
В северной части, на широте ст. Дарганата Восточно-Заунгузский прогиб раздваивается, обтекая Ургенчскую зону поднятий фундамента. С востока Турткульский прогиб отделяет Ургенчский выступ фундамента от Питняк-Дарганатинского вала и палеозойских сооружений Султан-Уиз-Дага. С юга и запада выступ, видимо, отделяется от Центрально-Каракумского свода обширной и сложно построенной Бакалкуинской впадиной. Существование этой впадины предполагается по данным гравиметрии, других данных по этой площади почти нет. Возможно, что к южному борту этой впадины относится крупная положительная Бакальская структура, выявленная работами Бахурдокской геофизической экспедиции в 1961 г. Структура в плане совпадает с локальным максимумом силы тяжести.
Отсутствие данных не позволяет в настоящее время решить однозначно вопрос о геологической природе Ургенчской максимальной зоны. Гипотезы о глубинном строении этой зоны можно предположить на основании общих представлений о природе аномалиеобразующих гравитационных факторов в Восточной Туркмении и на основании отмеченной выше аналогии с Багаджинской максимальной зоной. Ранее уже было сказано, что на основании общих представлений крупные максимумы силы тяжести типа Ургенчского связываются в пределах описываемой территории с древними выступами кристаллического фундамента.
В.А. Теплицкий [3], сопоставляя данные сейсморазведки и гравиметрии на Багаджинской площади, установил, что Багаджинской максимальной зоне соответствует крупное валообразное поднятие в осадочной толще, причем развитие поднятия шло по плану, унаследованному от выступа в складчатом фундаменте. Локальные максимумы, выделяемые в пределах максимальной зоны, соответствуют отдельным элементам, обособившимся в процессе развития вала в осадочной толще. Характерно, что сейсмический горизонт, прослеживаемый в осадочных отложениях доюрского возраста на крыльях структур вала, закономерно исчезают в сводовых частях, что позволяет предположить существенное сокращение мощности доюрских осадков в сводах поднятий. По-видимому, в ядрах структур Багаджинского типа существенную роль играют метаморфизованные и магматические породы фундамента, петрографический состав которых в значительной степени определяет амплитуду гравитационных максимумов.
В свете этих данных представляется, что Ургенчский максимум силы тяжести отражает влияние крупного валообразного поднятия фундамента. Локальные положительные аномалии, выделяющиеся в пределах максимальной зоны, видимо, связаны с отдельными поднятиями этого вала. Среди них можно наметить следующие основные элементы: 1) Измаильское поднятие, субширотного простирания, как бы являющееся перемычкой между Восточно-Заунгузским и Турткульским прогибами; 2) Сагаджинское поднятие субмеридионального простирания; 3) Хивинское поднятие север-северо-западного простирания.
Сочленение Ургенчского поднятия и Турткульского прогиба, видимо, происходит по крупному разлому, являющемуся продолжением Камышлинского разлома.
Таким образом, изложенный материал позволяет наметить следующую схему тектоники Восточного Заунгузья (рис. 2).
С востока Восточно-Заунгузский прогиб ограничивается зоной Приамударьинской гравитационной ступени, которая образует юго-западный борт Чарджоу-Питнякской максимальной зоны. Эта зона по данным геологической съемки, сейсморазведки и бурения весьма уверенно связывается с системой крупных мезо-палеозойских поднятий северо-западного простирания, в своем развитии подчиненных тектоническим движениям по Аму-Дарьинскому глубинному разлому (Питняк-Дарганатинское, Гугуртлинское, Кабаклинское, Чарджоуское).
В области юго-западного борта Чарджоу-Питнякской зоны поднятий (или северо- восточного борта Восточно-Заунгузского прогиба) выделяется ряд малоинтенсивных локальных максимумов силы тяжести, предположительно связываемых с прибор- товыми структурными осложнениями типа антиклиналей, структурных носов, террас. Сейсмические работы, проведенные в пределах Зауркакской и Чарыгельской локальных аномалий, подтверждают наличие здесь слабо выраженных положительных структур амплитудой 50-70 м. Эти осложнения, видимо, протягиваются вдоль всего северо-восточного борта прогиба.
К юго-западу от Чарджоу-Питнякской зоны в пределах описываемой территории протягивается Восточно-Заунгузский прогиб - элемент Приамударьинской системы прогибов, имеющий северо-западное простирание. В южной части Восточно-Заунгузский прогиб раздваивается, обтекая Багаджинский вал. На западе прогиб раскрывается в Южно-Унгузскую впадину, на востоке переходит в Дейнауский прогиб.
На севере Ургенчский выступ фундамента также раздваивает Восточно-Заунгузскую впадину на Турткульский прогиб и Бакалкуинскую впадину.
В пределах Багаджинского вала выделяются Джилликумское и Багаджинское локальные поднятия, в зоне Ургенчского выступа также намечаются локальные поднятия Шаназарское, Сагаджинское и Хивинское.
В осевой части Восточно-Заунгузского прогиба выделяется Мергенское поднятие, расположенное на одной линии с Ургенчской и Багаджинской зонами выступов фундамента. Данные гравиметрии позволяют предполагать существование здесь структур Измаильской и Иргешской, расположенных в осевой части прогиба.
С запада Восточно-Заунгузский прогиб ограничивается Камышлинским валом, связанным с региональным разломом. В пределах этой зоны установлено Гагаринское, предположительно намечается Отузкулачское поднятие. Камышлинский разлом отделяет прогиб от восточной периферии Центрально-Каракумского сводового поднятия, где выделяется крупное платформенное Заунгузское поднятие. К югу от Заунгузского поднятия выделяется Южно-Унгузская впадина.
Приведенная тектоническая схема позволяет наметить наиболее перспективные участки для поисков нефти и газа. К ним относятся структуры восточного склона Центрально-Каракумского свода типа Гагаринской.
Структура расположена на борту крупного прогиба, в зоне между Газлинским и Дарваза-Зеаглинским газовыми месторождениями, где основные запасы приурочены к отложениям мела. Данные бурения в районе г. Чарджоу (Фарабская и Саман- Тепинская площади) устанавливают высокую перспективность в отношении нефте- газоносности пород верхней и средней юры. Гагаринская площадь характеризуется развитием мощной толщи мезозойских отложений, структурным бурением установлены хорошие коллекторские свойства пород мела, сама структура весьма значительна как по площади, так и по амплитуде. Все это позволяет считать Гагаринскую структуру первоочередным объектом для поисков нефти и газа.
Большой интерес представляют крупные и древние структуры Багаджинской и Ургенчской зон, видимо, устойчиво сохранявшие в мезозое преимущественно приподнятое положение. Изученные сейсморазведкой структуры этого типа (Багаджинская и Джилликумская) также характеризуются большими размерами и амплитудой.
Наконец, определенный интерес представляют и прибортовые осложнения Восточно-Заунгузского прогиба. Именно к этому типу структур приурочено Жетыбайское нефтяное месторождение, открытое на северо-восточном борту Южно- Мангышлакского прогиба.
ЛИТЕРАТУРА
1. Годин Ю.Н. Глубинное геологическое строение Туркмении и его изучение геофизическими методами. Автореферат диссертации. Москва, 1959.
2. Коц В.Г. Регионально-поисковые гравиметрические работы в Заунгузских Кара-Кумах. Изв. АН Туркм. ССР, серия физ.-тех., хим. и геолог, наук, № 6, Ашхабад, 1960.
3. Теплицкий В.А. Тектоника Аму-Дарьинского района (среднее течение р. Аму-Дарьи) по данным геофизических исследований. Автореферат диссертации, Москва, 1962.
Аму-Дарьинская геофизическая экспедиция № 4
Рис. 1. Гагаринская антиклиналь.
а - сопоставление данных гравиметрии и сейсморазведки по Гагаринской площади. Сост. В.Г. Коц. 1 - изоаномалы локальной составляющей силы тяжести; 2 - изогипсы сейсмического горизонта, расположенного вблизи поверхности мела,
б - геолого-геофизический разрез по профилю 60601. Сост. С.Н. Зуев и В.Г. Коц. 1 - кривая локальной аномалии силы тяжести.
Рис. 2. Тектоническая схема Восточной Туркмении по материалам геолого-геофизических исследований УГ и ОН при СМ Туркм. ССР. Сост. В.Г. Коц.
а - зоны региональных разломов: А - Унгузский, Б - Камышлинский, В - Амударьинский, Г - Репетек-Чешминский. б - погруженные зоны: I- Восточно-Заунгузский прогиб, II - Балкуинская впадина, III - Южно-Унгузская впадина, IV - Дейнауский прогиб, V - Турткульский прогиб; в - древние выступы фундамента: VI - Багаджинский, VII - Ургенчский, VIII - Чарджоуский, IX - Центрально-Каракумский; г - валы, связанные с глубинными разломами. X - Питняк- Дарганатинский, XI - Камышлинский, XII - Байрамалийский; локальные поднятия; д - подтвержденные сейсморазведкой, е - предполагаемые по различным данным. Поднятия Чарджоу- Питнякской зоны: 1 - Султан-Санджарское, 2 - Коша-Булакское, 3 - Северо-Дарганатинское, 4 - Гугуртлинское, 5 - Кабаклинское. Поднятия Багаджинского выступа фундамента: 6 - Джилликумское, 7- Багаджинское. Поднятия Камышлинского вала; 8 -Гагаринское, 9- Отузкулачское. Поднятия Ургенчского выступа фундамента: 10 - Хивинское, 11 - Сагаджинское, 12 - Шаназарское. Поднятия осевой части Восточно-Заунгузского прогиба: 13 - Измаильское, 14 - Иргешское, 15 - Мергенское. Прибортовые осложнения Восточно-Заунгузского прогиба: 16 - Южно-Чарыгельское, 17 - Северо-Чарыгельское, 18-Таллинское, 19 - Западно-Дарганатинское, 20 - Западно-Кошабулакское, 21 - Шагальское. Поднятия Репетек-Чешминского глубинного разлома: 22-Келийское, 23 - Шараплинское, 24-Утемергенское, 25 - Аджикуйское, 26 - Мартовское, 27 - Северо-Репетекское, 28 - Заунгузское, 29 - Бакальское, 30 - Джартское.