К оглавлению

УДК 55:550.814(574.12)

Глубинное строение юго-востока Прикаспийской впадины по материалам дистанционных съемок

Л.Ф. ВОЛЧЕГУРСКИЙ (Аэрогеология), С.С. МАКСИМОВ (ВНИИ), О.С. ОБРЯДЧИКОВ (ВНИГНИ)

Опыт применения дистанционных методов для изучения геологического строения закрытых территорий [2] показывает, что они дают информацию, способствующую пониманию тектонического развития региона. Отправным моментом в комплексе исследований с использованием материалов дистанционных съемок является расшифровка новейшего тектонического плана территории.

Анализ неотектонического плана был основан на тщательном дешифрировании космических снимков (КС) масштаба от 1:1 000 000 до 1:200 000 и изучении современного рельефа. При выделении неотектонических элементов использовался ландшафтно-индикационный метод дешифрирования, при котором наиболее информативны для подобных регионов аномальные участки речной и эрозионной сети, закономерное расположение гряд, останцов, понижений, а также изменения в фототоне, резкие колебания отметок рельефа и т. д., создающие своеобразный рисунок фотоизображения.

В результате проведенных исследований выделены три крупные неотектонические зоны: Биикжальская, Жаркамысская и Эмбинская (рисунок).

Биикжальская зона расположена на севере региона. На поверхности она сложена преимущественно морскими и континентальными четвертичными отложениями. Лишь вдоль восточного и южного ограничений ее обнажаются породы мезозоя, палеогена и неогена. Абсолютные отметки рельефа изменяются от +292 м на северо-востоке до -9 м на юго-западе. По характеру фотоизображения и особенностям рельефа в пределах рассматриваемой зоны выделяются четыре блока. Их границы устанавливали по резким изменениям рисунка фотоизображения, приуроченным к узким линейным полосам, которые можно рассматривать как участки более интенсивных неотектонических напряжений. Анализ неотектонических деформаций указывает на закономерное ступенчатое погружение блоков Биикжальской зоны с северо-востока на юго-запад. Блок I находится на западе зоны и является самым опущенным по сравнению с другими, где зафиксированы минимальные отметки рельефа. В пределах блоков II и III отмечается воздымание поверхности рельефа к границе раздела между ними. В то же время поверхность блока IV испытывает погружение с севера на юг. Учитывая это, можно сделать вывод, что полоса раздела между блоком IV, с одной стороны, и блоками II и III - с другой, представляет собой шарнирное тектоническое нарушение.

Каждый блок делится на микроблоки, имеющие специфический рисунок фотоизображения. Границами микроблоков служат участки контрастного рельефа, показывающие ступенчатое соотношение между ними. Наиболее четкие субмеридиональные границы микроблоков согласуются с границами блоков и подчеркивают основное направление тектонических деформаций. Жаркамысская зона находится на северо-востоке исследуемого региона. Здесь на поверхности обнажаются меловые и палеогеновые отложения, а на юге ее - четвертичные. Абсолютные отметки рельефа изменяются от + 112 м на юго-западе до +404 м на востоке. В пределах зоны выделяются три неотектонических блока, каждый из которых состоит из серии микроблоков. В целом погружение зоны происходит с северо-востока на юго-запад с повышенной фронтальной и пониженной тыловой частями. Наиболее приподнят III блок, а опущен I. У границ блоков расположены наиболее приподнятые их участки, что обусловлено, по-видимому, активным подъемом по разрывным нарушениям. Микроблоки также имеют ступенчатое сочленение, а их контуры преимущественно ориентированы с северо-востока на юго-запад, тем самым подчеркивая общее простирание зоны.

Эмбинская зона расположена на юге территории, поверхность ее выполнена морскими четвертичными отложениями, на фоне которых отмечаются отдельные останцовые возвышенности палеоген-неогеновых пород. Абсолютные отметки рельефа понижаются с севера на юг и с востока на запад от +163 м до -10 м. По отношению к двум вышеописанным зонам она опущена и наклонена в южном направлении. Зона разделяется на четыре блока, на которых I и II наиболее опущенные, IV самый приподнятый, а III занимает промежуточное положение. Микроблоки, образующие Эмбинскую зону, в восточной части имеют преимущественно субширотное простирание, а в западной субмеридиональное. Смена простираний отмечается вблизи клинообразного сочленения Биикжальской и Жаркамысской зон.

Помимо вышеуказанных объектов были выявлены локальные структуры новейшего времени. Выделение их осуществляется по большой плотности локальных линеаментов, фиксирующих наибольшие тектонические напряжения, по аномальным изгибам эрозионной сети, формам микрорельефа, врезов, уступов и других геоиндикаторов, которые отчетливо дешифрируются на крупномасштабных КС. Все локальные структуры удлиненной изометрической формы, как правило, располагаются в межкупольных депрессиях или в зоне перехода от купола к межкупольной мульде. По отношению к новейшему тектоническому плану они находятся на границах микроблоков, реже блоков и зон.

В Жаркамысской и Эмбинской зонах локальные структуры имеют (с севера на юг) субмеридиональное, а затем юго-западное простирание, образуя три субпараллельные валообразые системы. В Биикжальской зоне преобладают северо-западное и северо-восточное простирания длинных осей локальных структур, клинообразно сходящиеся в южной части зоны.

Следует отметить, что разрывные нарушения, являющиеся границами зон, блоков и микроблоков, не обязательно должны быть глубинными. Они могут быть связаны с региональными и локальными особенностями строения подсолевых отложений, которые характеризуются сложным рельефом, резкой литолого-фациальной изменчивостью, что приводит к образованию значительных градиентов мощностей перекрывающих соленосных пород. Это, а также наличие зон дифференциального уплотнения осадков могло привести к возникновению разрывной тектоники. Примером может служить Токаревский сброс в северной бортовой зоне Прикаспийской впадины.

Современная структура подсолевых палеозойских отложений складывается из их автономной палеохарактеристики и наложенной тектоники надсолевого комплекса. Следует учесть, что в докунгурское время Прикаспийская впадина представляла собой некомпенсированный бассейн, который был заполнен соленосными породами кунгурского яруса. В дальнейшем прогибание впадины постоянно компенсировалось осадками, поэтому колебания их мощностей отражают амплитуды тектонических подвижек тектонических блоков.

Структурный план солянокупольного комплекса рассматриваемой территории позволяет отнести ее к юго-восточной прибортовой зоне Прикаспийской впадины, которая характеризуется неоднородностью строения. В ее внутренней части развиты сложно построенные соляные купола с центральным двух- и трехлучевым грабеном, разделяющим единую структуру на ряд крыльев, разбитых в свою очередь радиальными сбросами на ступенчатые блоки. В сводах куполов на современную поверхность выходят отложения от триасовых до нижнемеловых. Купола в плане имеют изометрично вытянутые очертания. К борту впадины (юго-восток) соляные купола приобретают более простое строение, своды их сложены верхнемеловыми или палеогеновыми образованиями. В целом структуры внешней части зоны меньше по размерам и ориентированы вдоль бортового уступа Прикаспийской впадины.

Характерная особенность этой зоны - наличие большого количества (преимущественно в ее прибортовой части) обращенных межкупольных поднятий, которые четко обособляются по подошве карбонатной пачки верхнего мела. В этом случае межкупольные депрессии имеют более сложное строение и разделяются на отдельные мульдообразные понижения.

В истории развития Прикаспийской впадины в позднепермско-мезозойско-кайнозойское время намечается несколько этапов. В верхней перми наибольшие мощности на севере и соответственно максимальные прогибания отмечаются на севере и северо-западе рассматриваемой территории. В Актюбинском Приуралье мощность пород верхней перми достигает 3 км и более, в то время как на юге Эмбинской зоны эти отложения выклиниваются. В триасовый период мощность отложений ступенчато возрастает от борта к центру впадины. В районе Кенкияка установлена субмеридиональная флексура, в пределах которой мощность триасовых образований увеличивается от 500 до 1500 м (Ю.М. Гридасов, 1975 г.). В юрское, меловое и палеогеновое время наибольшее прогибание отмечается на юге и юго-западе региона. При этом было установлено небольшое увеличение мощностей отложений вблизи зоны развития герцинид Мугоджар (Р.Г. Гарецкий, 1962 г.). В неогеновый период большая часть территории была приподнята, осадконакопление происходило лишь на крайнем юге территории.

Отмеченные изменения региональных наклонов за позднепермско-мезозойско-кайнозойскую историю, несомненно, способствовали образованию участков перегибов, шарнирных сочленений и разрывных нарушений.

В строении подсолевых отложений востока и юго-востока Прикаспийской впадины, как и на остальной ее территории, выделяются прибортовая зона и центральная погруженная часть. Мощность отдельных комплексов карбона и нижней перми повсеместно уменьшается к центру впадины, при этом меняется их литолого-фациальный состав, особенно резко это происходит в мощных карбонатных толщах, которые замещаются относительно глубоководными глинисто-карбонатно-кремнистыми осадками, мощности которых сокращаются иногда более чем в 8-10 раз. На некоторых площадях (Тортай, Кожасай) внутри депрессионных отложений появляются прослои песчано-алевролитовых и глинистых пород, которым в области развития шельфовых карбонатов отвечают внутриформационные перерывы.

По материалам глубокого бурения и сейсморазведки МОГТ в настоящее время намечены границы распространения шельфовых карбонатов. Для верхневизейско-башкирско-нижнемосковской карбонатной толщи - это Темирское поднятие, а западное ограничение Жанажол-Торткольской зоны прослеживается по линии структур Южный Мортук, Урихтау, Кожасай, Шатырлысай, Восточный Тортколь (район скв. 2). Площадь распространения верхнемосковско-верхнекаменноугольных известняков существенно меньше и ограничивается лишь Жанажол-Торткольской зоной; уступ по ним смещен относительно верхневизейско-башкирского к востоку на 2-10 км. Установлены также значительные колебания мощности терригенных отложений подольского и нижнепермского возраста, которым свойствен клиноформный характер залегания [5]. Отмеченные колебания мощности могли приводить к нарушению изостатического равновесия, неравномерной нагрузке и, как следствие этого, к дифференцированным подвижкам. Как было установлено на Жанажол-Кожасайском участке [2], накопление мощных толщ каменноугольных карбонатов, а в дальнейшем и более молодых отложений привело к устойчивой тенденции к погружению в пределах Жанажольского блока. В это же время район Кокжиде характеризовался более замедленным опусканием. В результате возникло поднятие, образованное с одной стороны, региональным наклоном, а с другой - опусканием под тяжестью накопившихся осадков.

Параллельно Южно-Эмбинскому поднятию выявлена цепочка структур на расстоянии около 4-5 км от края карбонатного уступа (Тортай, Молодежная и др.). Характерная особенность строения этих поднятий - более высокое залегание подошвы верхневизейских отложений, чем в пределах Южно-Эмбинского поднятия в зоне развития мелководных карбонатных отложений. Однако к началу их седиментации соотношение было обратным. Следовательно, после накопления мощных мелководных карбонатных пород Южно-Эмбинской зоны подошва последних прогнулась под их тяжестью, что и привело к образованию поднятий типа Тортай.

Таким образом, можно предположить, что вблизи границы развития мощных карбонатных каменноугольных отложений на всем ее протяжении сформировалась цепочка локальных поднятий, несомненно, представляющая интерес для поисков залежей нефти и газа. Их местоположение в ряде случаев установлено сейсморазведкой МОГТ (Западный Карате), большинство же выделено по данным комплексного анализа геолого-геофизических материалов и результатам проведенного дешифрирования КС (см. рисунок). Западнее первой полосы локальных поднятий намечаются две цепочки локальных структур, прослеживающиеся в Жаркамысской и Эмбинской зонах. Происхождение этих структур имеет ряд различий. В пределах Айшуак-Ширкалинской цепочки на Айшуакской и Ширкалинской структурах сейсморазведкой МОГТ в толще нижнепермских отложений был выделен горизонт П₁¹, характеризующий клиноформную структуру залегания этих отложений. Дифференцированная нагрузка терригенных осадков привела к образованию во фронтальной части клиноформы локальных поднятий. Подобное Равнинное поднятие известно в Эмбинской зоне.

Структуры Акжар-Каратюбинской цепочки, возможно, имеют иное происхождение. С одной стороны, они располагаются в зоне перегиба между опущенной восточной территорией и погруженной центральной частью Прикаспийской впадины, с другой, анализ строения девонско-каменноугольных отложений, наличие отрицательных локальных остаточных аномалий геомагнитного поля, данные бурения скв. Г-38 Каратюбе (в основании вскрытого разреза нижней перми встречены крупные, неокатанные обломки карбонатных пород) позволяют предположить существование здесь одиночных карбонатных массивов, формирующих в перекрывающей нижнепермской толще структуры облекания. Эти поднятия также представляют большой интерес для поисков залежей нефти и газа, они отражаются при дешифрировании КС, что создает достаточный фронт для широкой постановки геофизических работ с целью подготовки структур под глубокое бурение.

В Биикжальской зоне по результатам дешифрирования КС был выявлен ряд структур, которые также рассматриваются как объекты для постановки проверочных исследований.

Изложенное свидетельствует о существовании на юго-востоке Прикаспийской впадины многочисленных участков для проведения геолого-геофизических работ на нефть и газ, а предложенный метод комплексной интерпретации результатов дешифрирования КС может быть рекомендован и для других территорий Прикаспийской впадины.

Выводы

1. Ландшафтно-индикационный метод дешифрирования позволяет выделить неотектонические элементы и выявить взаимосвязь между ними.

2. Выделенные локальные структуры новейшего времени, как правило, приурочены к межкупольным депрессиям или зонам перехода от купола к мульде и располагаются на границах микроблоков, реже блоков и зон.

3. Границы неотектонических элементов (зон, блоков и микроблоков) связываются с региональными и локальными особенностями строения подсолевого комплекса.

4. Комплексный анализ результатов дешифрирования и геолого-геофизических исследований позволяет точнее наметить контуры выявленных сейсморазведкой подсолевых поднятий на основе выделенных локальных структур новейшего времени. Это дает возможность прогнозировать новые объекты для дальнейших геофизических работ с целью подготовки их под глубокое бурение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Максимов С.С., Обрядчиков О.С. Некоторые вопросы глубинного строения Южной Эмбы в связи с перспективами нефтегазоносности.- Геология нефти и газа, 1984, № 9, с. 8-12.

2. Обрядчиков О.С., Петров С.Е. Возможности ландшафтного дешифрирования космических снимков в районах многоярусного строения платформенного чехла (на примере восточной прибортовой части Прикаспийской впадины).- Исследование Земли из космоса, 1984, № 2, с. 35-43.

3. Объяснительная записка к структурной карте надсолевого комплекса Прикаспийской впадины масштаба 1:1 000 000/Л.Ф. Волчегурский, Н.П. Саркисова, О.С. Турков, Л.В. Шуткова. М, 1980.

4. Особенности развития соляных структур юго-восточной прибортовой зоны Прикаспийской впадины/Л.Ф. Волчегурский, О.А. Белкин, И.Г. Маркина, А.А. Фредлин.- Нефтегаз. геол. и геофиз., 1973, № 2, с. 7-12.

5. Строение верхнепалеозойских карбонатных отложений в зоне сочленения Прикаспийской впадины и Южно-Эмбинского поднятия / Н.Я. Кунин, А.Г. Будаков, Л.И. Лях, Н.В. Милитенко.- Геология нефти и газа, 1983, № 7, с. 56-61.

Рисунок Схема неотектоники юго-востока Прикаспийской впадины.

Границы: 1 - зон, 2 - блоков, 3 - микроблоков; 4 - относительная выраженность в рельефе зон, блоков, микроблоков; 5 - прогнозируемые поднятия; 6 - карбонатный уступ по КТ-П; 7 - наиболее известные соляные купола; 8 - проектные сейсмические профили; I-IV - номера блоков; неотектонические зоны: А - Биикжальская, В - Жаркамысская, В - Эмбинская