К оглавлению	УДК 550.83 (575.42)
	В.В. Гапеев, Б.М. Гейман

РОЛЬ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ИЗУЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ТУРКМЕНИСТАНА

Широкое применение геофизических методов разведки в пределах геологически закрытых районов юго-восточной Туркмении позволило в сравнительно короткий срок изучить строение и тектонические особенности этого высокоперспективного в отношении поисков нефти и газа региона.

Аэромагнитная съемка 1956-1957 гг. производилась при помощи аэромагнитометра АМ-49, фиксирующего изменения полного вектора Т_а поля магнитной напряженности. В связи с тем, что осадочный комплекс практически немагнитен, интенсивность магнитной напряженности остается постоянной на всей территории. Выделяемые различными исследователями полосовые зоны магнитных аномалий не могут быть связаны со структурными изменениями осадочной толщи. Метаморфизованные породы фундамента также обладают весьма низкой магнитной восприимчивостью. Поэтому, как правило, результаты магниторазведки не могут быть однозначно сопоставлены с поверхностью палеозойского фундамента. В последнее время сделана попытка выделить поверхность магнитовозмущающих масс. Применение методов математической обработки позволяет в ряде случаев получать реальные глубины до основных магнитовозмущающих объектов. Наиболее приемлемые решения прямой задачи были получены в областях, тяготеющих к региональным тектоническим нарушениям, зонах прогибания краевой части Каракумской платформы, а также в районах интенсивного проявления альпийских тектонических движений. По-видимому, в указанных зонах возможны интрузии магнитовозмущающих масс, глубина до верхней кромки которых определяется достаточно достоверно. Однако и в этом случае глубину до поверхности кристаллического фундамента определить не удается. Скорее всего получаемые глубины относятся к внутренним этажам фундамента, а аномальное магнитное поле характеризует его внутреннюю структуру.

Изменение основных закономерностей магнитного поля в пределах описываемой территории особенно четко определяется на участке Репетек - Донгузсыртской тектонической линии, Марыйского блока, Тахта-Базарского сводового (?) поднятия, в пределах восточного погружения Копет-Дага. Мургабская впадина, Байрам-Али- Репетекская зона, а также некоторые другие тектонические элементы не находят прямого отражения в закономерностях распределения напряженности магнитного поля. Интересно отметить, что такой крупный тектонический элемент, как Восточно-Каракумский вал, вообще не отражается в изолиниях Т_а. Положение об эффективности магнитометрического метода в районах современных региональных тектонических разломов краевой части платформы и в районах интенсивных альпийских движений может быть дополнено зонами наиболее устойчивых участков платформы (Марыйского, Гельдыоглакского и, по-видимому, Тахта-Базарского). Нами не приводятся полученные глубины до поверхности магнитовозмущающих масс, так как пока невозможно сопоставить их с данными других методов. Однако, как правило, глубины до поверхности магнитовозмущающих масс значительно больше, чем глубины до фундамента, полученные в результате обработки гравиметрических и сейсмологических данных.

Гравиметрическое поле Восточной Туркмении в первом приближении отражает изменение рельефа и внутреннюю петрографическую неоднородность палеозойского фундамента. Вместе с тем на отдельных участках это поле может быть обусловлено изменением мощности осадочных пород, структурными осложнениями в осадочной толще, проявлениями солевой тектоники, воздыманиями или погружениями глубинных и сверхглубинных границ раздела, дизъюнктивными и пликативными изменениями геологических комплексов и даже изменением мощности неоген-четвертичных отложений.

Сложный характер поля силы тяжести является следствием влияния многих факторов. Однако в большинстве случаев либо непосредственно по наблюденной картине, либо в результате ее трансформации возможно качественно выделить осложнения гравитационного поля, вызванные элементами геологического строения. Иногда по- гравиметрическим данным удается непосредственно определить глубины до аномалиеобразующих границ раздела, связанных с различными геологическими комплексами.

Гравиметрическое поле Восточной Туркмении сильно расчленено. При общем: диапазоне изменения, достигающем многих десятков миллигал, встречаются области фактически не изменяющихся значений Δg, зоны различно ориентированных градиентов, локальные аномалии линейно вытянутой и изометричной формы, разряжения и сгущения изоаномал.

Гравиметрическое поле Восточной Туркмении при сопоставлении с основными региональными элементами первого порядка можно подразделить на следующие три типа.

1. Аномальная зона восточной части Предкопетдагского предгорного прогиба.

2. Относительно приподнятая зона мозаичных аномалий силы тяжести наиболее стабильной части Каракумской платформы.

3. Депрессионная зона гравиметрического поля, соответствующая Мургабской впадине юго-восточного склона Каракумской платформы.

Анализируя карты регионального фона, полученные с большими радиусами осреднения, сопоставляемые с глубинными границами раздела, можно отметить четкую тенденцию погружения последних в южном и юго-восточном направлениях. Это положение в основном справедливо для всей исследуемой территории и хорошо подтверждается данными сейсмозондирований и сейсмологии.

Основные региональные тектонические нарушения до недавнего времени выделялись только по гравиметрическим данным. Внедрение по разломам уплотненных или обломочных компонентов, различная мощность пород в зонах региональных воздыманий или погружений кристаллического фундамента, а также горизонтальная зональность (петрографическая неоднородность) плотностей, в пределах метаморфизованного и денудированного ложа в гравитационном поле выражается зонами линейно вытянутых повышенных градиентов напряженности. Используя данные гравиметрии, при тектоническом районировании удалось выделить такие крупные тектонические элементы, как Мургабский, Келифский, Репетекский, Калаиморский и другие разломы, ограничивающие участки стабильной части платформы (Марыйский, Учаджинский блоки) или области устойчивого прогибания последней (Прикопетдагский прогиб, Мургабская впадина и т. д.).

Структуры второго порядка типа Байрам-Алийского вала, также находят свое отражение в гравитационном поле. Однако не следует увлекаться выделением по гравиметрическим данным протяженных валообразных поднятий. Мы попытались качественно оценить гравитационное поле, отражающее эти поднятия. Выяснилось, что множественность гравиметрических факторов и в первую очередь связанных с изменением мощности осадочной толщи и наличием в ней антиклинальных поднятий, не позволяет выделять валы непосредственно по гравиметрическим данным. Так, например, Восточно-Каракумский вал, выделяемый ранее по гравиметрическим данным, при детальном рассмотрении и трансформации гравитационного поля, не может быть выделен в виде линейно вытянутого протяженного поднятия. Локальные аномалии этой зоны, достоверно связанные с отдельными поднятиями осадочной толщи, не имеют четко выраженного простирания.

Структуры второго порядка, связанные с разломной тектоникой в Байрам- Алийской, Репетекской и Мургабской зонах, можно более однозначно интерпретировать и сопоставлять с гравитационным полем. Эти элементы, выделенные по гравиметрическим данным, надежно подтверждены сейсморазведочными исследованиями.

Локальные структурные элементы третьего порядка в большинстве случаев ярко отражаются в гравитационном поле. Вероятно, следует несколько изменить взгляд на основные аномалиеобразующие факторы в пределах зон интенсивного прогибания молодых платформ, в областях значительного накопления осадков. Как правило, все без исключения локальные изменения гравитационного поля в пределах описываемой территории (мы не имеем в виду изменения, связанные с ошибками в наблюдениях) качественно отражают структурные особенности осадочной толщи. Карты остаточных (локальных) аномалий силы тяжести, особенно при малых радиусах выделения, часто позволяют определять не только положение той или иной структуры в плане, но и даже подчеркивать отдельные элементы ее строения.

Интересно отметить, что структуры осадочной толщи, связанные с выступами или блоками фундамента, как правило, отражаются замкнутыми локальными аномалиями. Интенсивность гравитационного поля усиливается в данном случае петрографической неоднородностью, которая иногда затушевывает действительную картину. Например, в пределах Марыйского, Тахта-Базарского, Репетекского, Гельдыоглакского максимумов силы тяжести интенсивность гравитационного поля позволяет предполагать амплитуды структур до 1,5 км. Это подтверждается соответствующими расчетами. Однако по данным сейсморазведки в пределах большинства из указанных участков фиксируются пологие платформенные поднятия с амплитудами, не превышающими 400 м. По-видимому, это не случайно. Процессы денудации и метаморфизации кристаллического ложа нивелировали его поверхность, но оставили заметный след в виде горизонтальной зональности плотностей. Известно, что в зонах контактов функция Δg_a (σ) претерпевает разрыв (σ = 0; grad Δσ-> ∞); отсюда гравитационное поле фиксирует фиктивный скачок в плотностях, который при распространении по площади может отражаться весьма интенсивной (положительной или отрицательной) аномалией силы тяжести.

Структуры осадочного чехла почти не отражаются в виде локальных замкнутых аномалий силы тяжести. Они проявляются в характерных особенностях строения гравитационного поля. В большинстве случаев это изгибы изоаномал, их разряжения или сгущения, зоны небольших градиентов напряженности. При трансформации наблюденной гравитационной картины в поле остаточных аномалий, полученной различными дифференциальными методами, структурные элементы осадочной толщи отражаются в виде замкнутых локальных максимумов или минимумов силы тяжести. Группы поднятий Байрам-Али-Репетекской, Тахта-Базарской, Келифской, Пушкинской зон за редким исключением отображаются положительными остаточными аномалиями.

Детальные гравиметрические исследования позволяют в рассматриваемых районах выделять весьма незначительные аномалии гравитационного поля, связанные со структурными изменениями самой верхней части осадочной толщи. Так, в пределах Байрам-Али-Ропетекской зоны (в частности на Майской и Шараплинской структурах) можно достаточно достоверно проследить поверхность размыва палеогеновых и меловых пород.

Существенный интерес представляют гравиметрические исследования в зоне Ре- нетекских солянокупольных дислокаций. Все без исключения соляные купола (линейные соляные интрузии) отражены в гравитационном поле. Помимо ранее выявленных соляных куполов (Утемерген- ского, Мартовского, Репетекского, Кара- метского и других) в последнее время гравиметрией обнаружены три новых купола: Чайджинский, Чердышорский, Аузарский, расположенные в зоне Репетекского регионального разлома на участке Репетек - Шальгерич-Баба (см. рисунок). Соляные купола в юго-восточной Туркмении отображаются ослабленными максимумами силы тяжести, расположенными ниже теоретического уровня приведения. В результате внедрения соляных интрузий в вышележащие осадки образуется положительная избыточная плотность на контакте соли и вмещающих неогеновых пород. На контакте соли с меловыми и верхнеюрскими породами возникает отрицательная избыточная плотность. Отрицательный аномальный эффект нижней части ослабляет наблюдаемые максимумы силы тяжести.

Для изучения глубинного геологического строения рассматриваемой территории в основном применяли различные модификации сейсморазведки. Этот метод позволяет количественно и качественно решать ряд тектонических и структурных задач, а также более надежно количественно оценивать результаты магнитометрических si особенно гравиметрических исследований.

При применении сейсмических методов разведки можно выделить два основных направления - региональные исследования и поисково-разведочные работы.

Региональные исследования МО В, КМПВ, ГСЗ позволили в довольно короткий срок выяснить основные черты тектоники обширного региона и наметить районы, представляющие интерес для поисков погребенных локальных структур, благоприятных для скопления нефти или газа. В ряде случаев результаты этих исследований в значительной степени изменили существовавшие представления о строении исследуемых районов.

В результате региональных и поисковых сейсмических исследований были выделены такие крупные тектонические элементы, как Чешминско-Репетекская зона дислокаций, приуроченная к Репетекской зоне региональных разломов, и ее продолжение в области Келифского Узбоя, Байрам-Алийский вал (Мургабская зона региональных разломов), Унгузский вал, Южно- Каракумская зона поднятий, а также ряд более мелких тектонических элементов. Комплексная интерпретация магнитометрических, гравиметрических и сейсмометрических материалов позволила установить блоковое строение фундамента в пределах платформы и наметить ее южную границу, установить прямую зависимость современного структурного плана осадочного чехла от строения фундамента, т.е. его унаследованность от основных тектонических элементов древнего заложения. На первом этапе сейсмических исследований было установлено, что комплекс палеогеновых, меловых и юрских отложений залегает несогласно с вышележащими неогеновыми образованиями. Указанное обстоятельство предопределило место сейсморазведки, как единственного экономически целесообразного метода решения вопросов тектонического строения. Это подтверждается тем, что геологическая съемка в закрытых районах не может решать поисковые задачи, а бурение структурных скважин глубиной 1200-2000 м обходится значительно дороже сейсморазведочных работ. Такое положение справедливо почти для всей рассматриваемой территории, за исключением Репетекско- Келифской зоны развития линейных соляных интрузий и Кушкинской группы структур.

Для правильного направления нефтепоисковых работ большое значение имеет выделение по данным сейсморазведки первоочередных для поисковых исследований районов, к которым относятся Байрам-Али-Репетекская и Келифская зоны поднятий, а также Тахта-Базарская группа структур. Такой выбор подтвержден открытием Байрам-Алийского газового месторождения.

Высокой геологической эффективности сейсмических исследований в значительной степени способствуют благоприятные глубинные сейсмогеологические условия юго-восточного Туркменистана. В разрезе осадочной толщи имеется ряд выдержанных отражающих границ, прослеживающихся на значительные расстояния, что облегчает их стратиграфическую привязку. Данные глубокого бурения подтверждают предположение, что основные отражающие горизонты приурочены к определенным ритмам осадконакопления.

Главными задачами, успешно решаемыми сейсморазведкой методом отраженных волн, являются поиски погребенных локальных структур и подготовка их к разведочному бурению. Наличие опорных отражающих горизонтов (кровля известняков бухарских слоев палеогена, кровля верхнеюрских пород) на большей части изучаемой площади обуславливает количественное решение задач изучения современного структурного плана. Сопоставление результатов определения глубин до опорных горизонтов на Байрам-Алийской площади по данным МОВ и разведочного бурения показывает, что максимальное расхождение не превышает для юрского горизонта 25 м, т.е. 1% от общей глубины залегания, а для бухарского горизонта - 5-10 м. Относительные расхождения значительно меньше. Указанные результаты получены без использования данных сейсмокаротажа, проведение которого позволит в дальнейшем еще более повысить точность определения глубин.

За время применения сейсморазведки МОВ (1957-1962 гг.) в юго-восточной Туркмении выявлено и подготовлено под глубокое разведочное бурение более 50 локальных структур (см. рисунок).

Анализ геофизических материалов позволяет разделить эти структуры по происхождению на следующие типы.

1. Приразломные складки, включая складки, связанные с линейными интрузиями соли (Чешминско-Репетек-Келифская зона дислокаций, Байрам-Алийский, Южно-Унгузский и Багаджинский валы).

2. Унаследованные складки (Джу-Джу-Клинская, Еланская, Курукбелийская, Нагаралинская и т.д.).

3. Складки, косвенным образом связанные с дислоцирующими факторами вдоль региональных разломов (Учаджинская и др.).

Обширный материал детальных сейсмических исследований позволяет подробно осветить глубинное геологическое строение выделяемых зон. В их пределах изучены типично платформенные складки с амплитудой не более 100 м и углами падения до 1° 30' (Еланская, Тарханская и др.) и структуры с амплитудами крыльев до 1400 м и углами падения порядка 50° (Репетекские и Караметниязские солянокупольные дислокации). Не останавливаясь на описании тектонического строения территории, интересно отметить выявление сейсморазведкой (1961-1962 гг.) Унгузского вала, расположенного к северу от Чешминской структуры. Вал имеет меридиональное простирание. Его ширина в нижнемеловых отложениях 18-20 км. Амплитуды крыльев около 200 м. Ундуляционными прогибами шарнира оси вал разделяется на ряд вытянутых локальных поднятий: Южно-Унгузское, Северо-Чешминское, Гагаринское (Гагаринское поднятие выделяется по данным М.М. Германюка, В.Г. Коца, В.А. Тепличного.). Протяженность изученной части вала 90 км.

По всей вероятности, образование Унгузского вала также обусловлено разломом фундамента. Последний является, по-видимому, северным продолжением Мургабской системы региональных разломов.

Сейсморазведкой МОВ также можно выявлять и трассировать дизъюнктивные нарушения (Шараплинская, Западно-Утемергенская, Караметниязская структуры), прослеживать и определять стратиграфическую глубину эрозионного вреза размыва палеогеновых и меловых осадков в сводовых частях всех приразломных структур (Майская, Северо-Байрамалийская, Шараплинская и др.).

Применение современных методов сейсмических исследований, и в частности РНП, позволяет изучать строение подсолевых отложений в Репетекской зоне соляных дислокаций, где использование метода отраженных волн затруднено.

Оценивая роль сейсморазведки в комплексе геологоразведочных работ на нефть и газ в юго-восточной Туркмении, необходимо особо подчеркнуть, что первая же опробованная скважина на этой территории (скв. 5, Байрам-Али), рекомендованная по данным сейсморазведки МОВ, дала мощный газовый фонтан.

В результате применения геофизических методов разведки установлены основные черты тектоники юго-восточной Туркмении, намечены этапы формирования современного структурного плана и истории развития его отдельных элементов.

ЛИТЕРА ТУРА

1.Годин Ю.Н. Глубинное геологическое строение Туркмении и его изучение геофизическими методами. 1959.

2.Годин Ю.Н. Роль разведочной геофизики в открытии новых нефтяных и газовых месторождений в Туркменистане. Изв. АН ТССР, № 1, 1960.

3.Мильштейн Д.М. Комплексные геофизические исследования при изучении геологического строения юго-восточного Туркменистана. Изв. АН ТССР, № 5, 1960.

Восточная геофизическая экспедиция № 3

Рисунок Схема основных тектонических элементов юго-восточного Туркменистана, выделенных геофизическими методами, в сопоставлении с выявленными структурами.

1 - граница стабильной части Кара-Кумской платформы; 2 - зона интенсивного прогибания Кара-Кумской платформы в позднеальпийское время; 3 - зона проявления ослабленной альпийской складчатости, 4 - зона проявления активных альпийских тектонических движений; 5 - региональные разломы фундамента; 6 - предполагаемые разломы фундамента; 7 - структуры, выявленные геофизическими методами: 1 - Байрам-Алийская, 2 - Майская, 3 - Северо-Байрам-Алийская, 4 -Шараплинская, 5 - Западно-Утемергенская, 6-Утемергенская, 7 - Аджикуйская, 8 -Мартовская, 9 -Репетекская, 10 -Южно-Репетекская, 11 -Келийская, 12 - Чешминская, 13 - Северо-Чешминская, 14 - Южно-Унгузская, 15-Ханкуинская, 16 - Коинкуинская, 17 - Еланская, 18 - Восточно-Еланская, 19 -Джуджуклинская, 20-Шахитлинская, 21 - Марыйская, 22 - Тарханская, 23 - Сейрабская, 24 - Учаджинская, 25 - Чайджинская, 26 - Чердышорская, 27 - Аузарская, 28 - Карамет-Ниязская, 29 - Южно-Караметниязская, 30 - Караметская, 31 - Юсункумская, 32 - Сеидская, 33 - Донгузсыртская, 34 - Каратекинская, 35 - Джапарская, 36 - Нагаралинская, 37 - Тамаладская, 38 - Сюйджикентская, 39 - Ярошевская, 40 - Курлугунская, 41 - Дукчинская, 42 - Дервезекемская, 43 - Северо-Дервезекемская, 44 - Арнаклычская, 45 - Замургабская, 46 - Худжумская, 47 - Иолотанская, 48 -Тахта-Базарская, 49 -Курукбелийская, 50 -Гумбезлийская; 8 -структуры, выявленные геофизическими методами, геологической съемкой и структурным бурением: 51 - Дузенкырская, 52 - Еройландузская, 53 - Акрабатская, 54 - Сулигокчинская, 55 - Калаиморская, 56 - Кагазлинская, 57 - Ходжагаурдагская, 58 - Таузенбекская, 59 - Карабабинская, 60 - Шахмалинская, 61 - Ширамкуинская; 9 - структуры, выявленные геологической съемкой и структурным бурением: 62 - Дульдульагырская, 63 - Гельчешлинская, 64 - Караойская, 65 - Намаксарская, 66 - Ислимская, 67 - Чеменибитская, 68 - Чайнахашская, 69 - Карачопская, 70 - Чайпатринская, 71 - Кумешорская, 72 - Пограничная, 73 - Северо-Тумбинская, 74 - Тумбинская, 75 - Бердыклычская, 76-Манганская; 10 -соляные купола; 11 - зона погребенных Южно- Каракумских поднятий. Блоки: А -Учаджинский; Б - Марыйский; В - Заунгузский прогиб.