К оглавлению журнала

УДК 551.243.4:553.98(477.75)

© В. П. Гаврилов. Р. В. Шайнуров, 1992

ПОКРОВНО-НАДВИГОВОЕ СТРОЕНИЕ КЕРЧЕНСКО-ТАМАНСКОГО ШЕЛЬФА В СВЯЗИ С ПЕРСПЕКТИВАМИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ

В. П. ГАВРИЛОВ (ГАНГ), Р. В. ШАЙНУРОВ (ЮЖМОРНЕФТЕГЕОФИЗИКА)

Сейсмическими исследованиями последних лет в области Керченско-Таманского шельфа и прилегающих районов установлены участки развития покровно-надвиговых структур. Ряд исследователей связывают эти зоны с проявлением диапировой и оползневой тектоники [3]. Высказывается и другая точка зрения. Так, по А. А. Терехову, здесь отмечается “обстановка сжатия”, что “заставляет допустить реальность крупных опусканий земной коры как следствие более общих горизонтальных сжатий”. Однако области взбросо-надвиговых деформаций, по его мнению, имели ограниченное развитие [4]. Сейсморазведочные работы МОГТ, проведенные трестом Южморнефтегеофизика в 1985 г., позволили внести существенные дополнения в представления о геологическом строении всего северо-восточного обрамления Черноморской впадины.

Для понимания внутренней структуры описываемого шельфа и его места в системе альпийской складчатости Крыма и Кавказа нами проведено моделирование разреза земной коры по субмеридиональному профилю через Черное и Азовское .моря (рис. 1), где в основу количественной интерпретации гравитационного и магнитного полей легли результаты многолетних целенаправленных исследований MOB, МОГТ в Черном и Азовском морях и глубокого разведочного бурения на прилегающей суше и акватории, а также мобилистские представления о строении региона. Южная часть модели представляет собой Сейсмогеологический разрез по профилю МОГТ, любезно предоставленный Д. А. Туголесовым (Южморгеология) [3]. Глубины залегания отражающих границ получены путем пересчета с постоянной скоростью v = 2 км/с. Шельфовая часть модели построена по результатам детальных и поисковых сейсмических исследований МОГТ. Строение территории Керченского полуострова схематизировано по Ю. В. Казанцеву [2]. Структура земной коры на акватории Азовского моря показана по материалам поисковых и региональных сейсмических исследований MOB, МОГТ и ГСЗ в интерпретации авторов.

Количественные расчеты предполагаемых глубин залегания гравитирующих границ осуществлены на ИВЦ Южморгеологии методом подбора по программам RRG-15M и RRMGM-2. В качестве исходного гравиметрического материала использованы аномалии силы тяжести в редукции Буге (s=2,2 г/см3), а гипсометрическое положение основных гравитирующих границ в верхней части разреза получено по Материалам MOB, МОГТ, глубокого бурения на суше и акватории. Гипсометрическое положение поверхностей гранитного и базальтового слоев определено нами предположительно, по комплексу второстепенных признаков (положению верхних кромок магнитоактивных тел, слабым отражающим площадкам на временных разрезах MOB, МОГТ и материалам ГСЗ).

Плотности отдельных слоев земной коры и стратиграфических комплексов осадочного чехла приняты как осредненные значения измерений плотностей образцов пород на прилегающей суше (таблица) из многочисленных публикаций, а также по зависимости скоростной характеристики разреза от плотности.

Подбор модели разреза происходил за счет коррекции плотностей отдельных слоев и блоков земной коры. При этом было отмечено, что изменения плотностей отдельных блоков на 0,2– 0,3 г/см3 изменяло глубину залегания базальтового слоя не более чем на 1–2 км.

На представленном разрезе земной коры четко выделяются три области с различным геологическим строением. Во-первых, это глубоководная Черноморская впадина, во-вторых, Керченско-Таманский шельф в виде единого прогиба и, в-третьих, южный склон Украинского щита окраина континента (см. рис. 1).

Собственно глубоководная впадина заполнена, по нашему представлению, осадками олигоцен-четвертичного возраста, залегающими непосредственно на поверхности базальтового слоя. Глубина до кровли базальтового слоя в центральной части составляет 6,3 км, что не соответствует проведенным расчетам. Только уменьшив до таких величин глубину залегания кровли базальтового слоя, можно объяснить крупный максимум поля силы тяжести над центральной частью Восточно-Черноморской впадины. Поэтому нам представляется весьма проблематичным наличие здесь значительных мощностей мел-палеогенового комплекса. В подножии материкового склона Крымского полуострова вырисовываются крупные положительные структуры асимметричной формы (хребет Архангельского и Северо-Черноморское поднятие), северные склоны которых погружаются под линейную зону резко выраженных антиклинальных складок, имеющих, по нашему мнению, аккреционную природу (рис. 2).

В области северного борта глубоководной впадины молодые осадки также вовлечены в пододвигание под структуры Крыма и Кавказа, смяты в асимметричные опрокинутые складки, представляющие собой, как отмечалось ранее, линейную зону (см. рис. 1). В области пододвигания сместители надвигов наклонены к северу, а в более древних осадках они вменяются взбросами и надвигами с падением сместителя на юг, т. е. отображая усилия сжатия в северном направлении [3, 4].

Анализ структурно-тектонических построений по Керченско-Таманскому шельфу приводит к выводу о различной ориентировке брахиантиклиналей в южной и северной его частях. Северная часть характеризуется линейными антиклинальными зонами северо-восточного простирания, а южнаясубширотной ориентировкой. Этот факт позволяет наметить северную границу зоны опрокинутых на юг складок, представляющих собой продолжение складчатых зон в Прикрымской и Прикавказской частях альпийских сооружений Крыма и Кавказа от меридианов городов Сочи и Ялты практически на расстоянии 500 км при ширине от 10 до 40 км. Осложнение складками рельефа дна моря свидетельствует о молодости процесса складкообразования вплоть до современного.

К сводовой части Северо-Черноморского поднятия приурочена известная Алуштинско-Батумская положительная магнитная аномалия, природа которой до настоящего времени остается неясной. При количественной интерпретации магнитной аномалии Северо-Черноморское поднятие нами аппроксимировано горизонтально залегающими пластами с высокой намагниченностью (3500*10-6 А/м), углом наклона вектора намагничивания (I=75°) и относительно низкой плотностью (s=2,29 г/см3). Сравнительно низкая плотность и высокая намагниченность характерны для эффузивных разностей (туфы, пепел), которые, вероятно, и слагают эту структуру. Расчеты глубин залегания верхних кромок магнитоактивных тел показывают два уровня их залегания (4–5 и 8–10 км), совпадающих с положением кровли и подошвы Северо-Черноморского поднятия, которое имеет атектоническую природу. По нашему мнению, это поднятиепогребенное вулканическое тело.

Северную часть моделированного разреза занимает крупный олигоцен-неогеновый Индоло-Кубанский прогиб, в центральной части которого предполагается выклинивание гранитного слоя. Мощность осадков достигает 13–14 км.

В последние годы появляются данные МОВ, МОГТ, доказывающие шарьяжно-надвиговую структуру осадочного чехла на южном склоне Украинского щита. Это дает основание предполагать аллохтонное залегание терригенных триас-юрских осадков на терригенно-карбонатном комплексе мела.

Результаты моделирования разреза земной коры в сочетании с данными сейсмических исследований на прилегающих участках позволили представить геологическое строение Азово-Черноморского региона в ином свете, чем это ранее предполагалось. Идея пододвигания Черноморской плиты под Восточно-Европейскую платформу (Е. В. Кучерук, С. А. Ушаков, 1985 г.) находит подтверждение в наших количественных расчетах гравитационного и геомагнитного полей. Согласно предлагаемой модели осадочный чехол южного склона Украинского щита представляет собой ряд последовательно причлененных, а в некоторых случаях надвинутых друг на друга аккреционных комплексов, образованных в результате скучивания и надвигания океанских осадков на континентальную окраину. Эта точка зрения лежит в основе предлагаемой тектонической схемы участка Азово-Черноморского региона, где происходит сочленение сооружений Крыма и Кавказа (рис. 3). Собственно глубоководная часть Черноморской впадины представляет собой депрессию с субокеанским типом земной коры, где поверхность II океанического слоя залегает на глубинах 6,3–6,5 км (от поверхности воды). В глубоководной части выделяются структуры более высоких порядков, природа которых до настоящего времени остается неясной. Это хребет Архангельского, вероятно, выполненный вулканогенно-осадочными породами мел-палеогена, Северо-Черноморское и Восточно-Черноморское поднятия.

По нашему мнению. Черноморская литосферная плита продолжает и в наши дни пододвигаться (субдуцировать) под горные структуры Крыма и Западного Кавказа. Этот процесс отражает завершающие акты закрытия мезозойского океана Тетис. Субдукция имеет внутри континентальный характер (субдукция А), механизм ее работает в соответствии с концепцией двухъярусной тектоники литосферных плит (Л. И. Лобковский, 1988 г.). Процесс погружения Черноморской плиты под горы Крыма и Западного Кавказа приводит к тектоническому скучиванию (аккреции) молодых осадков (см. рис. 2). Субширотная ориентация осей односторонне взброшенных складок указывает на направление усилий сжатия с юга на север. Допускается, что часть осадков затягивается в мантию вместе с пододвигаемой плитой и играет роль “смазочного материала”, облегчающего процесс поддвигания. На тектонической схеме в направлении с юга на север нами выделяется ряд аккреционных палеопризм, возраст которых становится более древним в том же направлении. Таким образом, майкопское выполнение Керченско-Таманской зоны и Индоло-Кубанского прогиба указывает на время формирования данных аккреционных. палеопризм. Севернее располагается область развития мезозойской палеопризмы, трактуемой ранее как Азовский и Каневско-Березанский валы Скифской плиты. Вероятно, на отдельных участках сохранились реликты более древних аккреционных призм, например, палеозойского возраста (см. рис. 3). Следовавшие друг за другом акты формирования аккреционных призм сильно осложнили тектоническое, строение предыдущих комплексов и привели, например, к шарьяжно-надвиговому строению Азовского вала. Это позволяет допустить наличие нормально-осадочных толщ под дислоцированными образованиями надвинутых блоков. В частности, высказывается предположение об аллохтонном характере Крымского и Большекавказского мегантиклинориев, под которыми, по нашему мнению, могут залегать нормальные карбонатные и терригенные толщи мела и палеогена. В соответствии с этим поднадвиговые комплексы представляют собой определенный интерес для поиска новых скоплений нефти и газа [1]. Это обстоятельство заставляет обратить особое внимание на возможные здесь поднадвиговые зоны. С целью их дальнейшего изучения необходимо провести целенаправленные сейсмические исследования вкрест западного погружения Большого Кавказа с последующим бурением параметрических и поисковых скважин.

На основании изложенного нами предлагается нетрадиционное представление о геологическом строении Керченско-Таманского шельфа, чтобы привлечь внимание геологов и геофизиков ко всей шовной зоны сочленения альпид юга СССР с эпипалеозойскими платформами по линии Крым Кавказ Копетдаг, где можно ожидать аналогичные явления внутриконтинентальной субдукций (субдукции аА) и в других регионах со всеми вытекающими последствиями для поиска нефтяных и газовых месторождений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гаврилов В. П. Геодинамическая модель нефтегазообразования в литосфере // Геология нефти и газа.– 1988.– № 10.– С. 1–8.
  2. Казанцев Ю. В., Бехер Н. И. Аллохтонные структуры Керченского полуострова // Геотектоника.– 1988.– № 4.– С. 77–89.
  3. Строение и эволюция земной коры и верхней мантии Черного моря / Отв. редакторы: В. В. Белоусов, Б. С. Вольвовский.– М.: Наука.– 1989.
  4. Терехов А. А. О природе молодой складчатости в Прикрымской и Предкавказской частях Черного моря // Докл. АН СССР. Сер. Геол.– 1988.– Т. 302,– № 4.– С. 942–944.

ABSTRACT

An innovative interpretation of the framework of the Kerch-Timan fofded area and adjacent water areas of the Black Sea and the Sea of Azov is attempted. The actual foundation is provided primarily by the reinterpreted data obtained from gravitational and magnetic observations and marine seismic surveys.

 

 

Плотностная характеристика разреза

Слои земной коры

Предполагаемый литологический состав

Пределы изменения плотности, г/см3

Среднее значение плотности, г/см3

1. Неоген-четвертичные осадки глубоководной впадины

Известковые, детритусовые глины, илы, пески

1,6–2

1,79

2. Палеоген-неогеновые осадки глубоководной впадины

Пески, илы, глины, алевролиты, аргиллиты

2-2,4

2,20

3. Глинисто-карбонатный комплекс Индоло-Кубанского прогиба

Глины, пески, мергели, известняки

1,8–2,2

2,0

4. Майкопская серия

Глины

1,6–2

1,81

5. Мезозойские отложения Украинского щита

Аргиллиты, алевролиты, песчаники красноцветы

2,2–2,45

2,31

6. Вулканогенно-карбонатный и вулканогенно-терригенный комплексы хребта Архангельского, Северо-Черноморского и Восточно-Черноморского поднятий

Туфы, андезиты, туфобрекчии, песчаники, алевролиты, известняки

2,15-2,45

2,29

7. Терригенно-карбонатный (субфлишевый) комплекс

Песчаники, алевролиты, аргиллиты, мергели

2–2,4

2,21

8. Гранитный слой

Гранито-гнейсы, кварцевые порфиры

2,56– 2,66

2,6

9. Базальтовый слой

Габбро-диабазы, габбро, габбро-нориты

2,95-3,05

3,0

РИС. 1. МОДЕЛЬ РАЗРЕЗА ЗЕМНОЙ КОРЫ ЧЕРЕЗ ЧЕРНОЕ И АЗОВСКОЕ МОРЯ.

1 – основные гравитирующие границы; 2 – отражающие (стратиграфические) границы: а достоверные, б менее достоверные, в предполагаемые; 3 – взбросо-надвиги; 4 – границы неоднородностей; 5–II океанический слой; 6 – гранитный слой; комплексы: 7 – вулканогенвый Северо-Черноморского поднятия, 8 – вулканогенно-осадочный, 9 – современной аккреционной призмы, 10 – карбонатный мела палеогена, 11 – субфлишевый складчатый Западного Кавказа, 12 – терригенно-карбонатный палеогена; 13 – майкопская серия; 14 – конус выноса р. Дона; 15 – поверхность размыва; 16 – скважины: а на линии разреза, б снесенные на разрез; 17 – плотность, г/см3; 18 – поддвиги. Скважины: К Кореньковская, СК Северо-Керченская, Э Электроразведочная

РИС. 2. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 658311

РИС. 3. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКАЯ СХЕМА СОЧЛЕНЕНИЯ КРЫМА – КАВКАЗА.

1 – границы структурно-тектонических элементов; 2 – зона аккреции осадков Черноморской впадины: адревняя, б современная; 3 – крупные тектонические швы; 4–аллохтоны (цифры в кружках): 1 – Горного Крыма, 2 – Западного Кавказа; 5 – Украинский щит; 6 – линии и фрагменты временных разрезов; I – Западно-Черноморская впадина, II – хребет Архангельского, III – Восточно-Черноморская впадина, IV – Северо-Черноморское поднятие, V – Восточно-Черноморское поднятие