К оглавлению журнала

 

УДК 550.83.016

©Коллектив авторов, 1992

Гравиметрическая модель иллюстрация представления о геологическом разрезе как о системе

В.М. БЕРЕЗКИН (ВНИИгеофизика), М.А. ДЕМИДОВА, А.В. ЛОБУСЕВ (ГАНГ)

Для изучения структурного плана подсолевых отложений северной внутренней прибортовой зоны Прикаспийской впадины с целью выявления перспективных объектов на газ и нефть были использованы данные детальной гравиметрической съемки.

По линии профиля Карачаганак Долинское Степное проведен анализ гравитационного поля по методу полного нормированного градиента [1]. При этом использован способ структурно-тектонических построений на основе анализа аномалий GH (x, z) в комплексе геолого-геофизических исследований. Этот способ предусматривает продолжение в нижнее полупространство полных нормированных градиентов гравитационного поля и построение разрезов по их экстремальным значениям, фиксируемым на одних и тех же гармониках [2].

Вначале на разрез выносят экстремумы, которые прослеживаются по нескольким разложениям. Затем между собой соединяют точки отрицательных значений одной и той же гармоники. Их обычно значительно больше, чем максимумов. Отдельные максимумы также включают в построения, если их местоположение не противоречит установленной закономерности. В дальнейшем происходит построение для всех последующих разложений. Таким образом, осуществляется построение гравиметрической модели разреза, отражающей распределение плотностных границ в нем.

Детальная гравиметрическая модель разреза очень сложна (рисунок). Плотностные горизонты в ней образуют совокупность нескольких систем. Эта модель представляет собой наглядную иллюстрацию вывода Ю.Н. Карагодина, А.Н. Дмитриевского и других ученых, полученного в результате системно-структурного анализа в геологии, о существовании системы неоднородностей геологических объектов (в данном случае плотностных неоднородностей). Эта система характеризуется свойствами структурности, целостности иерархичности связи и изоморфизмом.

Основываясь на принципе иерархичности, а также с учетом того, что связь элементов геологического разреза во времени может выступать в качестве гравиобразующего признака, гравиметрическую модель можно описать как взаимодействие разноуровенных слоевых систем (рангов) плотностных неоднородностей. Последние в первом приближении можно отождествить со структурными элементами. Каждому рангу неоднородностей можно поставить в соответствие определенную гравиактивную модель. Так, в нашем разрезе по характеру поведения плотностных границ выделяются основные ранги неоднородностей.

Первый ранг, соответствующий неоднородностям самой нижней части разреза, формируется плотностными границами, в основном выделяемыми по низким гармоникам (до 50), и характеризуется самым простым строением, а именно постепенным пологим подъемом к западу. Второй ранг неоднородностей формируется границами, выделяемыми на гармониках от 51 до 100. В нем наблюдается значительное количество границ (соответственно количеству разложений), однако на рисунке показаны лишь некоторые ввиду большой его загруженности. Этот ранг характеризуется более сложным строением. В нем происходит чередование поднятий и опусканий значительных размеров и амплитуд, соизмеримых между собой. Этот ранг характеризует среднюю часть разреза.

Третий ранг формируется границами, выделяемыми на гармониках от 100 до 150, и характеризуется еще большей изрезанностью и меньшими размерами структур. Причем здесь преобладают по размерам и амплитудам опускания. Этот ранг неоднородностей соответствует солянокупольной части разреза. На рисунке показана лишь часть выделенных границ, так как отразить их все в данном масштабе невозможно. Четвертый ранг образуется границами на самых высоких гармониках (от 180 до 270) и характеризуется в основном пологим облеканием структур третьего ранга.

Как и всякой системе, геологическому разрезу свойственна упорядоченность, которая выражается в том, что для каждого ранга неоднородностей присущи характерные ему размеры неоднородностей. Так, размеры неоднородностей первого ранга составляют десятки километров, второго не превышают 10 км в сечении профиля, третьего 25 км для опусканий и 23 км для поднятий. Для структур четвертого ранга характерные размеры составляют 15 км для опусканий и 1,5 км для поднятий.

Учитывая, что неоднородности геологического разреза тесно связаны с особенностями процесса осадконакопления и тектогенеза, последние должны найти свое отображение в гравиметрической модели разреза. А именно, каждому рангу системы гравиметрической модели должна соответствовать своя определенная обстановка осадконакопления, характеризующаяся и свойственными этому рангу условиями тектогенеза. Следовательно, переход от одного ранга к другому соответствует перерывам и изменениям в условиях осадконакопления и тектогенеза.

Таким образом, детальная гравиметрическая модель позволяет наблюдать наличие в изучаемой части разреза трех основных мегакомплексов, характеризующихся литолого-фациальными и структурными особенностями.

Можно предположить, что первый ранг неоднородностей соответствует эйфельско-турнейскому и рифей-вендскому структурным этажам подсолевого мегакомплекса; второй визейско-артинскому этажу подсолевого мегакомплекса, третий охватывает, видимо, кунгурский и пермо-триасовый этажи солянокупольного мегакомплекса и, наконец, четвертый юрско-палеогеновый и неоген-четвертичный структурные этажи.

Итак, судя по строению детальной гравиметрической модели в описываемом разрезе, на малых гармониках наблюдается региональный подъем к западу отложений, слагающих нижние структурные этажи довизейского комплекса. В составе визе-артинского структурного этажа в изучаемой части разреза к западу от Карачаганакской площади может быть намечено три подсолевых поднятия, фиксируемые плотностными границами на гармониках от 50 до 100: первое в области 85102 расчетных точек, второе в области 112134 точки и третье между 143 и 172 точками.

Первое располагается под куполом Акрап, толщина соли в котором в этой части составляет порядка 2 км. Об этом свидетельствует наличие в 94 расчетной точке зоны максимумов, верхняя особая точка которой находится на глубине 2750 м, а нижняя на глубине 6750 м, располагаясь по данным МОГТ непосредственно на отражающем горизонте П2, в области, где намечается по нему подъем в западном направлении. Восточнее, от 74 к 80 расчетной точке, по данным МОГТ отмечен резкий подъем горизонта П3, а далее к западу в области предполагаемого подсолевого поднятия горизонты П1 и Я2 не прослеживаются. Максимум в 86 расчетной точке на глубине 3,5 км фиксирует восточное крыло этого поднятия согласно модельным расчетам, производимым в МГУ (Р.Ф. Володарский и др., 1966 г.).

Второе поднятие соответствует выделяемой здесь по данным сейсморазведки Долинской структуре. Генезис его, видимо, связан с глубинными подвижками, так как максимум, фиксирующий его восточную периклиналь, располагается на глубине 12 км подобно тому, как на западной периклинали Карачаганакского поднятия располагается максимум на глубине 12,5 км. Выше по разрезу восточная периклиналь Долинского поднятия фиксируется особыми точками максимумов, располагающимися по данным МОГТ между горизонтами Ф и П3 (110 расчетная точка) над предполагаемым положением горизонта П1 (113–118 расчетные точки) и в непосредственной близости к горизонту П3 (119 расчетная точка). Свод поднятий располагается между 118 и 129 точками, где в области 122 точки фиксируется еще одна зона максимума, особые точки которой отмечаются на глубинах от 2250 до 3500 м.

По данным структурных построений ПГО Уральскнефтегазгеология на основе обобщения сейсмических материалов протяженность Долинской структуры в сечении разреза фиксируется от 110 до 155 точки. По данным же гравиметрии это поднятие разделяется на два. Одно было описано ранее, а другое от 143 до 172 точки. Последнее более пологое и с более широким сводом. В сводовой части этого поднятия также наблюдается зона максимумов в области 159160 расчетных точек на глубинах от 3500 до 4250 м. Однако, возможно, что эти поднятия являются двумя вершинами одного, чему соответствует поведение плотностной границы на 63 гармонике.

Здесь же можно отметить, что Карачаганакское подсолевое поднятие также укладывается во второй ранг неоднородностей и оконтуривается плотностными границами на гармониках от 50 до 100 как на продольном, так и на поперечном разрезах, верхняя из которых располагается на глубине около 3 км, что соответствует гипсометрическому уровню проявления подсолевого поднятия.

Таким образом, построение детальной гравиметрической модели позволяет охарактеризовать разрез и наметить новые предполагаемые структуры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Березкин В. М. Метод полного градиента при геофизической разведке. М.: Недра.– 1988.
  2. Березкин В. М., Розенберг В. Н. Способ структурно-тектонических построений // Информационный листок № 342–86.– МосгорЦНТИ.– 1986.

Abstract

For the first time, a detailed gravimetric model has been developed for the geologic section of the northern near-flank zone of the Precaspian depression along the line Karachaganak – Dolinskoye – Stepnoye, based on the analysis of anomalies of the full normalized gradient of gravitational potential. The examination of the model has shown that density boundaries form the aggregate of 4 systems of various ranks each of which can be brought to conformity with a specified graviactive model – a system of density heterogeneities characterized by the dimensions peculiar to a rank given.

Гравиметрическая модель разреза по линии профиля Карачаганак Долинское Степное.

Отражающий горизонт: 1 – П1(S), 2 – П2 , 3 – П3 , плотностные границы с отметкой гармоники, на которой выделяется граница 4 – первого ранга, 5 – третьего, 6 – второго 7 отражающий горизонт VI, 8 – отражающий горизонт Ф, 9 плотностные границы четвертого ранга; 10 – особая точка максимумов функции GH(x, z)