ТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ВОСТОЧНОЙ ТУРКМЕНИИ ПО ДАННЫМ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В. Г. Коц, В. А. Теплицкий
В последние годы на территории Восточной Туркмении проведены в большом объеме геофизические исследования с целью изучения глубинного геологического строения и поисков газонефтяных месторождений.
Вся территория покрыта гравиметрической и аэромагнитной съемками, проведены региональные сейсмические исследования, значительные площади изучены площадными сейсмическими работами. Одновременно пробурено большое количество структурных и глубоких скважин.
Первые наиболее общие данные о глубинном геологическом строении территории получены в результате общей гравиметрической и магнитной съемки. На основании этих исследований проводились региональные, регионально-поисковые и площадные сейсмические исследования. Региональные сейсмические исследования позволили проверить выводы, намеченные по данным гравиметрических и магнитных исследований, осуществить тектоническое районирование территории и наметить основные закономерные связи геофизических аномалий и глубинного геологического строения территории (рис. 1, 2).
При рассмотрении материалов всех геофизических исследований была получена возможность выделить крупные блоки фундамента и региональные зоны разломов, а также установить основные структуры осадочного чехла и оценить их связь со строением фундамента.
Одним из основных критериев для выделения крупных блоков фундамента, характеризующихся различными чертами геологического развития как в палеозое (геосипклинальный этап), так и в мезозое (платформенный этап), является простирание складок осадочного чехла и аномалий естественных геофизических полей.
Зоны региональных разломов характеризуются резким изменением аномального значения силы тяжести (аномалии типа «гравитационных ступеней») и линейными четко ориентированными максимумами силы тяжести. Эти максимумы связаны с крупными положительными структурами, подчиненными в своем развитии глубинным разломам. С максимумами совпадают крупные линейные полосовые аномалии Та, связанные с внедрением магнитноактивных масс по глубинным разломам.
В осадочном чехле
региональным разломам соответствуют флексуры или цепочки структур, подчас
нарушенных дизъюнктивами. При этом следует иметь в виду, что распределение
магнитоактивных
масс завершилось в основном к моменту консолидации фундамента
платформы. Более поздние тектонические движения почти не приводили к
существенному изменению характера аномального геомагнитного поля, хотя
перемещения магнитоактивных масс в зоне крупных разломов в процессе их
платформенного этапа развития возможны. В гравитационном поле, учитывая
значительную плотностную дифференциацию разреза осадочной толщи, получили
преимущественное отражение структуры осадочной толщи, сформированные в зонах
разломов. Поэтому сопоставление гравитационных и магнитных данных позволяет не
только выделить разломы, но и классифицировать их. Так, разломы древнего
заложения, не проявлявшие себя в мезо-кайнозое, должны фиксироваться на
магнитных картах и слабо отражаться (а могут и совсем не отражаться) на
гравитационных. Крупные разломы древнего заложения, развивавшиеся в осадочном
чехле платформы, получают явное отражение по гравитационным и магнитным данным.
Наконец, видимо, возможны разломы, слабо выраженные в характере распределения
магнитных масс, но активно проявившиеся в осадочной толще. Они наиболее четко
будут зафиксированы гравиметрической разведкой.
На территории, ограниченной с севера и северо-востока отрогами Зеравшанского хребта и палеозойскими поднятиями в Кызыл-Кумах, с юго-востока - юго-западными отрогами Гиссара и с юго-запада р. Аму-Дарьей, развиты преимущественно близкие к широтному простиранию складчатости. Это Бухаро-Хивинская зона ступенчатого погружения фундамента. В Восточной Туркмении расположена самая погруженная Чарджоуская ступень и северо-западное окончание Бухарской ступени. В пределах Чарджоуской ступени выделяются крупные структуры - Чарджоуский выступ, Денгизкульский вал, Сундуклинский выступ, Астана-Бабинский выступ. В западной части Бухарской ступени расположен Гугуртлинский выступ.
Гугуртлинский и Чарджоуский выступы выражены в гравитационном поле в виде крупных и весьма интенсивных положительных аномалий силы тяжести. Расположенные в юго-восточной части ступени Денгизкульский вал, Сундуклинский и Астана-Бабинский выступы в гравитационном поле выражены менее четко. Денгизкульскому валу соответствует цепочка малоинтенсивных максимумов силы тяжести. Для Сундуклинской площади устанавливается лишь общее соответствие структур и аномалий по площади, но в простирании и очертаниях их имеются существенные различия. Это связано, очевидно, с существованием здесь двух структурных планов - верхнепалеозойского (а возможно и триасового) и мезо-кайнозойского. Наличие двух структурных этажей в пределах Сундуклинского выступа особенно отчетливо фиксируется по данным сейсморазведки.
Несмотря на различия в строении этих поднятий, всем им соответствуют положительные гравитационные аномалии и зоны приподнятого залегания верхней кромки магнитных масс. Кроме того, по сейсмическим данным наблюдается значительное увеличение углов падения слоев с глубиной. Как правило, в сводовых частях поднятий отмечается исчезновение отражающих горизонтов, связанных с отложениями доюрского (или нижнеюрского) возраста. Указанные факторы позволяют рассматривать крупные структуры в пределах Чарджоуской ступени как структуры унаследованные от выступов складчатого фундамента и непрерывно развивавшиеся в мезозое и кайнозое.
В пределах территории, примыкающей с северо-запада к юго-западным отрогам Гиссарского хребта (Бешкентский прогиб), развиты узкие и длинные валы северо-восточного направления. По данным сейсморазведки здесь выделены три антиклинальные зоны (вала) - Беширская, Ходжамбасская и Дугобинская. Эти антиклинальные зоны четко совпадают по простиранию с линейными максимумами силы тяжести. Магнитные аномалии субширотного простирания в этом районе пересекают почти под прямым углом структуры осадочного чехла и соответствующие им гравитационные аномалии.
Таким образом, в пределах юго-восточной части ступени магниторазведка, видимо, фиксирует структуру древнего складчатого фундамента, а гравиметрия отражает результаты переработки структурного плана этой зоны в осадочной толще под влиянием завершающих фаз альпийских тектонических движений. Здесь преобладали тектонические движения, образовавшие складчатость северо-восточного направления, которые и определили современные простирания структур в осадочной толще и характер аномального гравитационного поля этой территории.
Сундуклинская площадь, видимо, испытывала тектонические движения как северо-восточного (гиссарского) направления, так и широтного. В результате совместного действия этих движений и возникли сложно построенные структуры этой зоны, характеризующиеся существенным изменением структурного плана с глубиной и нечетким простиранием.
Необходимо отметить, что в пределах валов Бешкентского прогиба развиты гравитационные аномалии типа ступени, а также отмечаются, по данным сейсморазведки и бурения, крупные тектонические нарушения в осадочном чехле. Это позволяет предполагать, что указанные антиклинальные зоны возникли вдоль разломов фундамента, образовавшихся в альпийское время, т.е. здесь, как и в юго-западных отрогах Гиссара, на завершающих этапах альпийской складчатости происходили блоковые перемещения фундамента, но значительно менее контрастно. Очевидно, что разломы имеют сравнительно молодой возраст и поэтому не выражены в магнитном поле.
На всем протяжении среднего течения р Аму-Дарьи, вдоль ее русла от г. Питняка до г. Керки, протягивается резко выраженная полоса повышенных градиентов силы тяжести. Эта зона повсеместно имеет северо-западное простирание и отделяет максимум Чарджоу-Питнякской зоны положительных аномалий, мозаичное поле юго-восточной части правобережья и аномалии северо-восточного простирания в Предгиссарском районе от полосы минимумов и максимумов силы тяжести северо-западного направления, развитых на левобережье. Таким образом, полоса повышенных гравитационных градиентов проходит между участками с различной структурой поля силы тяжести и является четкой границей, разделяющей гравитационные поля левобережья и правобережья р. Аму-Дарьи. К полосе высоких значений градиентов силы тяжести приурочены магнитные минимумы северо-западного направления, разделяющие субширотпые положительные магнитные аномалии правобережья и интенсивные магнитные аномалии левобережья, имеющие северо-западное простирание. По данным магниторазведки, перепад глубин залегания верхней кромки магнитных масс составляет 2-3 км. В осадочной толще эта зона выражена в виде флексур, либо протяженных валов, с амплитудой поднятия до 800-1000 м, разбитых крупными нарушениями. Характерно изменение волновой картины MOB по обе стороны флексур изменяется глубина освещения разреза, прослеживаются разные группы волн
Приведенные данные позволяют связать описываемую зону с крупной Аму-Дарьинской зоной региональных разломов древнего, видимо, палеозойского заложения. Аму-Дарьинская зона разломов разделяет крупные блоки фундамента со складчатостью разного направления - с субширотной, развитой в Бухаро-Хивинской зоне ступенчатого погружения фундамента, и с северо-западной, развитой на юго-запад от разлома.
Всю зону разлома можно подразделить на два участка, существенно разнящихся по геолого-геофизической характеристике: северо-западный и юго-восточпый.
На северо-западе
расположены Султан-Санджарский вал с амплитудой поднятия около 1000 м и размером 120 х 20 км и Кабаклинский вал, имеющие резко выраженное асимметричное строение -
значительно более крутые и длинные юго-западные крылья. Складки этих валов
сильно разбиты тектоническими нарушениями. Далее на юго-восток амплитуды
складок резко уменьшаются, переходя в
юго-западной части зоны разломов во флексуру. Уменьшается и градиент мощности
мезозойских отложений на крыльях, обращенных в сторону впадин (судя по
характеру изменений углов падения с глубиной). Следовательно, интенсивность
тектонических движений и их частота уменьшаются с северо-запада на юго-восток.
Если на северо-западе подвижки в мезозое вдоль древнего разлома образовали
контрастные структуры, то на юго-востоке они выразились лишь в образовании
флексур. Характерно, что в связи с влиянием зоны разломов испытывают тенденцию
к повороту в северо-западном направлении и унаследованные структуры Чарджоуской
ступени - Чарджоуский выступ, Денгизкульское поднятие, Гургуртлинский выступ,
расположенные вблизи Аму-Дарьинского разлома.
К юго-западу от Аму-Дарьинского разлома располагается крупная Восточно-Туркменская впадина, где наблюдаются преимущественно северо-западные простирания складок. Восточно-Туркменская впадина включает в себя три крупных элемента - Заунгузский прогиб, Среднеамударьинский прогиб и Мургабскую впадину. Эта система впадин и прогибов отчетливо видна по данным сейсморазведки и гравиметрии. Среднеамударьинский прогиб и Заунгузский прогиб разделены Багаджинским валом, которому соответствует положительная аномальная зона гравитационного поля. Она протягивается от железной дороги Мары - Чарджоу к северо-западу на расстояние 100-120 км. Этой зоне соответствует положительная магнитная аномалия. Сейсморазведкой в пределах Багаджинского вала в настоящее время выявлены Джилликумская и Багаджинская антиклинальные структуры, связанные с одноименными локальными аномалиями. Теоретические расчеты гравитационного эффекта для структур Багаджинского вала приводят к необходимости принять для ядра складки плотность около 2,8-2,9 г/см3, которыми характеризуются основные магматические породы. Все эти данные позволяют предположить, что Багаджинский вал связан с крупным и древним выступом фундамента, ядро которого обогащено основными магматическими породами.
Среднеамударьинский прогиб протягивается на расстояние около 300 км и имеет максимальную ширину 80 км, сужаясь на юго-восток до 20-30 км. Юго-западней границей прогиба является Репетек-Келифская зона дислокаций, отделяющая ого от Мургабской впадины. Репетек-Келифская зона дислокаций отображена аномалией типа гравитационной ступени и цепочкой линейных аномалий силы тяжести, протягивающейся от ст. Репетек в юго-восточном направлении к озерам Келифского Узбоя и далее к государственной границе. В магнитном поле эта зона отражена лишь частично. Как установлено сейсморазведкой и бурением, Репетек-Келифская зона характеризуется развитием линейных соляных интрузий с незначительными седловинами. Простирание линейных диапиров совпадает с гравитационной ступенью. Под крутыми складками, образованными линейными диапирами, фиксируются пологие линейные структуры того же простирания. Все это позволяет предположить приуроченность Репетек-Келифской зоны дислокаций к древнему региональному разлому.
Заунгузский прогиб имеет длину около 300 км и ширину 80-70 км. В центре этого прогиба выявлено крупное и пологое Мергенское подпятие северо-западного простирания. Северо-восточный борт прогиба, примыкающий к Аму-Дарьинской зоне разломов, осложнен пологими асимметричными структурами, которые намечаются по данным сейсморазведки и гравиметрии.
С запада Заунгузский прогиб ограничен системой линейных антиклиналей, приуроченных к Хорезм-Мургабскому региональному разлому. Он протягивается в меридиональном и субмеридионалыюм направлении вдоль Мургаба и далее через Центральный и Заунгузские Кара-Кумы в Хорезмский оазис. От г. Ургенч до солончаковых впадин Унгуза разлому соответствует гравитационная ступень, которая южнее (между Унгузом и г. Байрам-Али) сменяется цепочкой малоинтенсивных максимумов силы тяжести. От г. Байрам-Али вдоль р. Мургаб до пос. Ташкепри зона разлома выражена гравитационной ступенью.
Магнитное поле всей этой зоны характеризуется сменой знака аномалии и перепадом глубин залегания верхней кромки магнитоактивных пород от 5-6 км на востоке до 3-4 км на западе. Это свидетельствует о наличии здесь границы блоков фундамента с различным составом магнитных масс.
Севернее г. Байрам-Али к зоне разлома приурочены длинные и узкие Байрам-Алийский и Восточно-Унгузский валы значительной (до 500 м) амплитуды и меридионального простирания. Байрам-Алийский вал и южная часть Восточно-Унгузского вала приурочены к цепочке малоинтенсивных максимумов силы тяжести. Северная часть Восточно-Унгузского вала совпадает с гравитационной ступенью, которая протягивается далее на Ургенч. В северной части Восточно-Унгузского вала выделяется Гагаринская структура размером 90х15 км с амплитудой до 450 м.
Приведенные факты позволяют рассматривать Хорезм-Мургабский разлом как древний региональный разлом, заложенный в палеозое и развивавшийся в мезозое и кайнозое. Эта зона разлома аналогична Аму-Дарьинской зоне глубинных разломов, но здесь тектонические движения по разломам в мезо-кайнозое были значительно слабее, что выразилось в образовании структур и флексур значительно меньшей амплитуды, чем в пределах Аму-Дарьинской зоны разломов.
Интересно отметить, что к западу от Хорезм-Мургабского разлома преобладающим простиранием структур становится меридиональное.
Очевидно, что этот разлом, как и Аму-Дарьинский, разделяет два крупных блока фундамента с различным простиранием, тектонических элементов.
Таким образом, в Восточной Туркмении по материалам региональных и поисковых геофизических исследований выделяются три области, имеющие разное направление складчатости.
Современный структурный план Восточной Туркмении унаследован от структуры древнего складчатого фундамента. В пределах этой территории можно выделить два типа структур: структуры, унаследованные от древних поднятий фундамента, и структуры, возникшие за счет подвижек вдоль древних разломов.
Используя опыт проведения геологоразведочных работ на нефть и газ в районах Восточной Туркмении, глубинное строение которых скрыто мощным плащом новейших образований, можно рекомендовать следующую методику геологоразведочных работ.
Первый этап - комплексные регионально-поисковые геофизические работы (магнитометрия, гравиметрия). После проведения этих исследований, руководствуясь полученными результатами, осуществляются регионально-сейсмические исследования. Эти исследования должны проводиться в комплексе с глубоким структурно-профильным бурением и решать задачу тектонического районирования территории.
Второй этап - проведение площадных поисковых работ по редкой сети профилей в пределах каждого тектонического элемента, выделенного на первом этапе, для сравнительной оценки структур, являющихся объектом поисков нефти и газа. В результате этого этапа работ в каждой из тектонических зон должны быть детально подготовлены сейсморазведкой под глубокое бурение структуры, наиболее выгодные в тектоническом отношении.
В каждом из самостоятельных тектонических элементов, выделенных на третьем этапе, необходима постановка бурения на нефть и газ, результаты которого позволят установить нефтегазоносные структурные зоны, в пределах которых и следует в дальнейшем ставить детальные работы.
В Восточной Туркмении такими элементами тектоники являются Хорезм-Мургабская и Аму-Дарьинская зоны региональных разломов, а также крупные валы и поднятия (Багаджинский вал, Моргенское поднятие) в пределах Восточно-Туркменской впадины. В этих зонах уже получены первые газовые фонтаны (Фараб, Байрам-Али).
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев Б.А. Геофизические методы в региональной структурной геологии. Госгеолтехиздат, 1960.
2. Борисов А.А. О современной структуре поверхности фундамента запада Средней Азии. Геология нефти и газа, 1959, № 10
3. Годин Ю.Н., Луппов Н.П., Сытин Ю.И., Чихачев П.К. Основные особенности тектонического строения Туркменской ССР. Советская геология, № 1, 1958.
4. Годин Ю.Н. Глубинное геологическое строения Туркмении и ее изучение геофизическими методами. Автореферат диссертации, 1959.
5. Годин Ю.Н. Основные черты региональной тектоники Туркмении по данным геофизических исследований. Изв. АН ТССР, сер. физико-техн., хим. и геол. наук, № 4, 1960.
6. Коц В.Г. Глубинное геологическое строение восточной части Заунгузских Кара-Кумов в свете новейших геолого-геофизических данных. Геология нефти и газа, 1962, №11.
7. Теплицкий В.А. Тектоника Аму-Дарьинского района по данным геофизических исследований. Автореферат диссертации, 1962.
Аму-Даръинская геофизическая экспедиция
Рис. 1. Схема сопоставления элементов естественных геофизических полей со структурами в осадочном чехле.
1 - зоны больших градиентов силы тяжести,2 - тектонические нарушения в осадочном чехле, 3 – контуры крупных положительных аномалий силы тяжести, 4 - флексуры в осадочном чехле 5 - оси складок в осадочном чехле, 6 - оси локальных гравиметрических аномалий: а - положительных б- отрицательных 7 - оси магнитных аномалий: а - положительных б - отрицательных
Рис. 2. Схема тектонического районирования Восточной Туркмении.
А - зоны региональных разломов; Б - границы поднятий и прогибов; В - границы поднятий, унаследованных от древних выступов фундамента; Г - границы валов, связанных с региональными разломами; Д - зона развития соляных интрузий