Для решения этих задач, очевидно, должны быть востребованы все имеющиеся по изучаемой территории геолого-геофизические данные, причем на первый план выдвигаются вопросы их совместного анализа, откуда следует, что поставленные в работах [1,2] проблемы - это также проблемы методологии. Цель настоящей работы - рассмотрение новой методологии тектонического (структурно-геофизического) и в определенной мере нефтегазогеологического районирования, основанного на разработанной авторами оригинальной методике комплексной интерпретации геофизических данных (Рыскин М.И. и др., 1992: [5]).

То, что геофизические данные являются основой для тектонического районирования платформенных территорий, известно давно. В первую очередь это данные гравимагнитных съемок в виде карт напряженности аномальных полей Dg и Dt , т.е. карт-носителей объективной по своему характеру (доставляемой приборными средствами) и глубинной по своей природе информации. Из работ А.Д. Архангельского, Б.А.Андреева, Э.Э. Фотиади, А.А. Борисова, В.И. Клушина, В.И. Шрайбмана, Ф.И.Хатьянова, Н.Я.Купина и др. следует, что гравитационные и магнитные аномалии обусловлены влиянием ряда глубинных физико-геологических факторов: рельефом поверхности кристаллического фундамента, его внутренней структурой и составом пород, глубинными разломами, а также структурой и составам пород осадочного чехла. Уже из приведенного перечня аномалиеобразующих факторов ясно, что в изучении фундамента, где сокрыты "корни" структур осадочных формаций (задачи первого этапа [2]), в осуществлении тектонического районирования (задачи второго этапа [2]) данные грави- и особенно магниторазведки должны сыграть выдающуюся роль. Об "устойчивости" магнитных аномалий в течение геологической истории хорошо сказано в известной монографии Р.А.Гафарова (1976): очертания и простирания магнитных аномалий и их пространственные соотношения сохранились со времени консолидации складчатого фундамента древних платформ и отображают распределение складчатых магнитных комплексов докембрия.

Задачи геотектонического (или, точнее, структурно-геофизического) районирования еще со времен А.Д. Архангельского признаются наиболее важными из всего круга решаемых с помощью геофизики проблем. Поэтому и особенно в свете проблематики, затронутой в работе [I], трудно переоценить практическую значимость получения более достоверных структурно-геофизических основ - карт и схем - для выявления пространственных геологических закономерностей и уяснения принципиальных вопросов генезиса и историко-геологических реконструкций тех или иных элементов тектоники, а также для выбора первоочередных направлений поисково-разведочных работ. Между тем районирование как некая методологическая система менее всего формализовано технически и в наибольшей степени допускает элементы субъективности геологических трактовок выделяемых физико-геологических факторов. Мотивировка этого утверждения станет очевидной, если вспомнить, что процесс районирования в традиционном понимании включает два этапа:

1) районирование территорий по особенностям геофизических полей Dg, DT и др., т.е. собственно геофизическое районирование; 2) установление геологической природы выделенных аномалий.

Таким образом, построению итоговых карт геотектонического районирования с уже установленной интерпретатором геологической природой аномалий предшествует процедура собственно геофизического районирования территории по особенностям полей Dg и Dt, допускающая максимальный произвол (максимальное число степеней свободы в выборе моделей-трактовок наблюдаемых геофизических картин). Из теории и практики геофизических исследований известно, что совместное рассмотрение аномалий Dg и DT, т.е. анализ их определенных знаковых и морфологических сочетаний, позволяет уменьшить долю этого произвола.

Принципы и приемы совместного анализа полей Dg и DT заложены Э.Э.Фотиади в 1958 г., когда он указал, что четко выраженная аномалия Dg, расположенная в слабо аномальном или близком к нормальному геомагнитном поле, обычно отражает неоднородности чехла. В свою очередь, зона аномалий Dg и четко выраженная зона магнитной аномалии, совпадающие по своему положению, отражают неоднородность состава и строения фундамента платформы. В дальнейшем им были рассмотрены и описаны (истолкованы) четыре простых знаковых сочетания кривых Dg и Dt (++, +-, -+, --), а затем в литературе появились описания так называемых сложных сочетаний в сопоставлении с разнообразными геологическими моделями (Кунин Н.Я.. 1972; Семеркин В.И, 1977). Итак, можно констатировать, что аномалии Dg и Dt имеют как разные, так и общие источники. Последнее предопределяет связь этих полей и возможность их совместной интерпретации на основе пуассоновского и корреляционного анализов, построения согласованных моделей и т.п.

В работах М.И. Рыскина и др. (1992: [5]) предложена и реализована новая методология комплексирования гравимагнитных и других геофизических данных, названная методикой комплексного параметра (КП). Суть ее в приложении к задачам тектонического районирования состоит в следующем.

На первом этапе исследуются пространственные соотношения аномалий Dt и Dg путем составления и анализа специальных мелкомасштабных (1:2 500 000 - 1:500 000) карт КП двух родов. Процедура их построения, рассмотренная в [5], компьютеризована и представляет собой совокупность операций по направленному суммированию карт (в изолиниях) с предварительной нормировкой исходных попей, необходимой для сопоставления. Карты КП первого рода (КП-1) должны выявить общность в распределении и морфологии максимумов Dg и DT - при их построении наибольшими значениями КП индексируются изолинии, обрамляющие участки прямого знакового соответствия (++) Dg и DT. Карты второго рода (КП-2) помогают уточнить конфигурацию участков наибольшего различия аномальных рельефов обоих полей - здесь максимальные значения КП присваивают изолиниям, контролирующим зоны инверсионных сочетаний типа +Dg , —Dt ("склоны" магнитных максимумов и просто пониженные области Dt, осложненные локальными максимумами Dg или просто повышением уровня значений Dg.

В целом характер изменчивости КП определяет возможности зонального геотектонического изучения территории и позволяет наметить участки, перспективные для локального прогнозирования. Тем самым мелкомасштабные карты зонально-регионального уровня становятся основой для последующей детализации с привлечением высокоточных материалов Dg и DT привязанных к съемкам поискового уровня (масштабов 1:50 000 - 1:200 000).

Далее, на втором этапе по оптимальным профильным рассечкам, ориентированным вкрест преобладающего простирания изолиний КП-1 или просто магнитного поля, фиксирующего, как уже указывалось, элементы структуры фундамента, отстраиваются кривые Dg и Dt. Из сопоставления этих кривых с временными и глубинными сейсморазрезами, кривыми ЗСТ-МТЗ, данными бурения и другими геолого-геофизическими материалами определяется наиболее мотивированная интерпретационная (согласованная) модель строения разреза осадочной толщи и фундамента (Рыскин М.И. и др., 1992; [5]). При этом используются геологические трактовки основных знаковых соотношений аномалий Dg и Dt, обоснованные в работе В.М.Лепилина и др. (1991).

Отметим, что применительно к древним платформам максимумы КП-1 (соотношение +Dg и +DT) рассматриваются как индикатор максимально приподнятых участков фундамента и унаследованных поднятий по горизонтам нижнего терригенно-карбонатного (цоколевого) комплекса осадочного чехла (доверхнедевонского), т.е. объектов древней активизации, характеризующихся, как правило, повышенной плотностью и намагниченностью. В свою очередь, максимумы КП-2 (соотношение +Dg и —DТ связываются с участками увеличенных толщин плотных и немагнитных пород (например, карбонатных), которые могут быть представлены органогенными постройками, обычно зарождающимися и развивающимися на склонах палеоподнятий - цоколей, или нормальными платформенными массивами известняков компенсационного характера. В магнитном поле этим участкам соответствуют "склоновые" зоны максимумов, которым в попе Dg отвечают локальные повышения уровня значений силы тяжести.

На завершающем этапе отстраиваются по той же схеме [5] карты КПлок (но с использованием в качестве исходных суммируемых полей трансформированных основ Dgост и DТост масштаба 1:50 000), позволяющие оценить детали геологического строения территорий, выделить локальные объекты возможного нефтегазонаколления.

На базе упомянутых интерпретационных моделей - трактовок различных сочетаний Dg и Dgt с привлечением сейсмо- и электроразведочных данных могут быть синтезированы концептуальные физико-геологические модели (ФГМ) строения разреза отдельных блоков земной коры зонального уровня (Рыскин М.И. и др., 1993, 1994). В то же время с привлечением крупномасштабных основ КПпок можно осуществить комплексное физико-геологическое моделирование методом вычислительного эксперимента на ЭВМ, цель которого - получить согласованные ФГМ выделенных локальных объектов, необходимые для обоснования постановки поисково-разведочных работ.

Исходные объективные геофизические материалы (включая карты КП) могут быть эталонированы данными бурения скважин, что позволяет идентифицировать в полях КП отдельные блоки и их ассоциации с элементами ранее известных структурных схем или считать их выделенными впервые. Привязка к аномалиям КП определенных тектонотипов, а к последним - определенных формационных признаков и типов ловушек нефти и газа создает необходимые предпосылки для выявления зон нефтегазонакопления. В конечном счете, комплект мелко- и крупномасштабных карт КП, концептуальных ФГМ земной коры зонального уровня и детализационных согласованных моделей локального уровня дает возможность предложить максимально обоснованную геологическую трактовку аномалий КП, превратив таким образом карты КП в карты структурно-геофизического (тектонического) районирования.

На рис. 1, 2, 3 представлены материалы по районированию территории северо-западной части Прикаспийской впадины и сопредельных областей, иллюстрирующие узловые моменты рассмотренной методологической схемы.

На мелкомасштабной карте (1:2 500 000) по выразительному рисунку изолиний КП-1 (см. рис. 1) отбились все известные крупные тектонические элементы разреза этой территории, сформированные наложением двух разновозрастных и разнонаправленных тектонических активизации - древней "пачелмской" и более молодой "прикаспийской" (Лепилин В.М. и др., 1991). Описание этой карты дано в публикациях В.М.Лепилина и др. (1992) и М.И.Рыскина и др. (1994). Из "новых" тектонических элементов здесь заслуживает внимания цепочка максимумов КП-1 на месте выделенного В.С.Журавлевым (1957) Аралсорского плакантиклинала, где прогнозируется по аномалиям КП-2 новая подсолевая зона нефтегазонакопления на доступных бурению глубинах - 6-7 км (Рыскин М.И. и др., 1994).

На рис. 2 представлена схема тектонического районирования западного (Волгоградского) участка схематической карты (см. рис. 1), построенная в масштабе 1:1 000 000 на основе исходных матриц Dg и Dt, составленных в кондициях масштаба 1:200 000. В пределах этого участка на исходной карте (см, рис. 1) выделились лишь два известных относительно крупных структурных элемента. Один из них, имеющий форму структурного носа субширотного простирания, представляет собой "связку": Антиповско-Щербаковский вал - Упрямовское поднятие. Второй - Ахтубинское поднятие, являющееся южным окончанием Ахтубинско-Палласовского мегавала, завуалированного обширной замкнутой зоной пониженных значений КП на месте относительно погруженного Палласовско-Джанибекското блока. В то же время по схеме (см. рис. 2) отмечается довольно высокая степень дифференциации рельефа КП-1*. Прежде всего, обращает на себя внимание ступенчато-блоковый характер изменчивости КП, обусловленный сложной тектонической историей региона, современный структурный план которого сформирован наложением двух уже упоминавшихся тектонических активизации - "пачелмской" и "прикаспийской". В итоге "пачелмские" ветви магнитных осей исходной карты Dt оказались разбиты серией суббортовых "прикаспийских" (запечатленных в поле Dg) полосовых аномалий на несколько ступеней, четко прорисованных градиентными зонами сгущения и "пережимами" изолиний КП-1 суббортового направления. Образовавшаяся сетка "конкурирующих" простираний изолиний и градиентных зон КП, проинтерпретированных как разломы цоколевого доприкаспийского этажа, включающего фундамент и нижний терригенный комплекс осадочного чехла, позволяет оценить степень гетерогенности, разбитости цоколя на отдельные блоки (около 20) и их ассоциации-ступени.

Первая (верхняя) ступень (А - А ), охарактеризованная как западное обрамление впадины с относительно приподнятым залеганием докембрийского фундамента [3], занимает северо-западный участок схемы, ее граница на юго-востоке контролируется градиентными зонами и пережимами изолиний "пачелмского" простирания. Эта граница на схеме строения додевонского комплекса западной части Прикаспийской впадины из работы [3] отождествлена с границей западного борта Прикаспийской впадины.

Вторая ступень (Б - Б), сопоставляемая на схеме В.Н.Михальковой с Николаевско-Городищенской ступенью, и третья (В - В) - бортовая - фиксируют уменьшение значений КП и, таким образом, отражают новый уровень погружения поверхности доверхнедевонского терригенного комплекса и фундамента во впадину. Еще далее на юго-востоке территории монотонный "спуск" завершается погружением вдольбортовой системы Волгоградско-Ерусланского прогиба (Г - Г), глубиной (по [3]) до 12 км, шириной 25-35 км и протяженностью 400 км.

Наконец, последняя, пятая ступень (Д - Д) распадается на две "глыбы". Одна из них - на крайнем юго-востоке территории (район Ахтубинского поднятия), выделенная очень интенсивной зоной резкого возрастания значений КП (до уровня первой ступени), обозначила окраинную часть обширного тектонического выступа, центр которого проецируется далее на северо-восток (см. рис. 1). Вторая (Е) проецируется на область Палласовско-Джанибекской террасы.

Суббортовая зональность не исчерпывает содержания картины, представленной на рис. 2. Наложенная "прикаспийская" тектоника, сформировавшая описанные ступени, не редуцировала "пачелмский" рисунок магнитного поля, а лишь раздробила его на отдельные блоки, очертания которых четко зафиксированы градиентными сгущениями изолиний КП-1 северо-восточного направления и соответствующими осями разломов.

Последовательность из четырех таких блоков можно, к примеру, проследить в составе единой Центральной зоны II, начинающейся от хорошо прорисованной Уметовской мульды и транзитно пересекающей далее на юго-восток Николаевско-Городищенскую и бортовую ступени (второй и третий блоки), а затем меняющей свое направление при пересечении с бортом на юго-юго-западное (четвертый блок пониженных значений КП -40-48 ед. - в районе Ленинских скважин глубокого бурения).

Если Центральная зона II представляет собой широкую и протяженную "долину" пониженных значений КП, то две другие "пачелмские" ветки 1 и III - своего рода "хребты" КП, контролирующие своими повышенными значениями местоположение известных "положительных" приподнятых элементов. Полоса 1 отождествляется с Кудиновско-Суводской приподнятой зоной из трех блоков, объединяемых в единую систему юго-юго-восточного простирания по изолиниям 55-56 (с небольшими перебивками на крайнем юго-западе севернее Волгограда).

Вторая "хребтообразная" цепочка - Антиповско-Упрямовская (III) как бы спускается с Воронежской антеклизы поперек "течения" юго-западной широкой ветви Рязано-Саратовского прогиба, вобравшего в себя все ступени "прикаспийского" простирания, В отличие от известных тектонических схем, где мотивировка выделения отдельных элементов скрыта, на рассмотренной схеме она отчетливо выявляется рисунком и густотой изолиний КП. Это и позволяет говорить о "естественном перерастании" карт КП в схемы структурно-геофизического районирования.

Локальные аномалии (заштрихованные), снятые с карты изменчивости значений КП-2 позволяют локализовать области инверсионного знакового соотношения аномалий +Dg , —DT, в которых предположительно отражены морфология, литолого-формационные особенности и тектоническая приуроченность седиментационных комплексов отложений, надстроивших цокольное основание КП-1. В стратиграфическом отношении это, по-видимому, весь карбонатно-терригенный подсолевой этаж, лежащий с несогласием на эрозионной поверхности так называемого терригенного девона.

Геологическая природа аномалий -- максимумов КП-2, хотя и связывается с карбонатонакоплением, может быть (как уже отмечалось) различной в надбортовой ("платформенной") и забортовой ("прикаспийской") частях территории. В Прикаспии, где локализовано несколько максимумов и более слабых полузамкнутых возмущений КП-2, их, скорее, можно связывать, опираясь на принцип аналогий, с морфологически выраженными телами карачаганакского типа (зона Ахтубинско-Палласовского мегавала Д и Джанибекской террасы Е) и с прибортовыми массивами рифовых трендов (зона бортовой и Николаевско-Городищенской ступеней), В платформенной части террасовидные или носовидные разрастания изолиний КП-2 обусловлены, по всей видимости, региональным платформенным компенсационным карбонатонакоплением. Симптоматична в этом плане их приуроченность к минимумам и к характерным поперечным пережимам в поле КП-1 вдоль западного среза карты, тем самым как бы выделившая участки прогибаний-ванн цоколевого рельефа, впоследствии заполненных карбонатным постсреднедевонским материалом. В свою очередь, забортовые максимумы обнаруживают несомненную привязку к положительным экстремумам КП-1 или их склонам-цоколям. Ряд возмущений КП-2 северо-западного угла карты связан с системой предбортовых дислокации и с привязанными к ней тектоноседиментационными объектами,

Таким образом, представленная схема с приуроченными к известным объектам и обозначенными в определенной знаковой системе почти всеми особенностями поля КП-1 (см. рис. 2) может рассматриваться как схема структурно-геофизического районирования. Перенесение на нее контуров повышенных значений КП-2 позволяет рассматривать ее и как основу для нефтегазогеологического районирования и планирования поисково-разведочных работ,

Правомерность последнего утверждения следует из сопоставления выполненных картопостроений с литературными данными последних лет по изучению Волгоградского фрагмента бортовой зоны Прикаспийской впадины и ее обрамления [3,4]. Особенно наглядно сопоставление геологического разреза подсолевых отложений, заимствованного из статьи [З], с построенными кривыми КП-1 и КП-2. снятыми с карт КП-1 и КП-2 по той же рассечке (см. рис. 3). Это сопоставление подтверждает, по крайней мере, два основополагающих допущения методики КП.

1. Рельеф кривой КП-1 четко регистрирует основные особенности цоколевого рельефа архейско-протерозойского фундамента и перекрывающего его додевонского осадочного комплекса.
2. Максимумы КП-2 фиксируют участки увеличенных толщин карбонатных формаций, привязанные к "склонам" максимумов КП-1. Первый максимум соответствует Уметовско-Чухонастовскому разрастанию изолиний КП-2, осложняющему восточный борт Уметовской мульды; второй максимум проецируется на бортовой рифовый тренд в области Федоровских скважин глубокого бурения с установленной промышленной нефтегазоносностью: наконец, на самом конце профиля, где прогнозируется одиночный нижнепермский внутрибассейноаый рифовый массив [З], видна четкая инверсия кривых КП-1 (понижение - склон цоколя, в данном случае - поверхности C₂ ), и КП-2 (подъем - нарастание толщин карбонатной органогенной формации).

В работе [4] наиболее интересны фактические данные о нефтегазоносных комплексах (НГК), сложенных карбонатными формациями, и об объектах, с которыми они связаны.

К примеру, нефтегазоносность фаменско-турнейского карбонатного НГК доказана на Малышевской, Левчуновской и других структурах, попадающих в контуры аномалий, расположенных в зоне бортовой ступени (В - В) к востоку и юго-востоку от Антиповско-Щербаковского вала. Юго-западнее Левчуновских скважин с этим комплексом связано ранее открытое Антиповско-Балыклейское месторождение. В аналогичных структурных условиях установлены нефтенасыщенность елецких отложений в скв.1 Суводская (в контуре аномалии КП-2 к северу от Каменско-Суводской приподнятой зоны); коллекторы-известняки ,нефтенасыщенная толщина которых достигает 53 м. Перечень подобных примеров можно продолжить,

К сказанному необходимо добавить, что нефтегазопоисковый интерес представляют не только соответствующие аномалии КП-2, но и, безусловно, области локальных возмущений КП-1 положительного знака (цоколевые поднятия), с которыми, как это уже многократно отмечалось, связаны зоны сокращенных мощностей терригенных отложений девона на сводах тектонических структур. К этим объектам приурочены многие известные месторождения платформенного обрамления Прикаспийской впадины в Волгоградской и Саратовской областях, объекты той же природы, возможно, есть и в самом Прикаспии, где они прогнозируются сейсморазведочными работами (Резепова О.П„ 1994) на глубине 6-7 км. Общая площадь прогнозируемых перспективных зон с вероятной нефтегазоносностью карбонатных подсолевых отложений - объектов тектоноседиментационной природы составляет ~ 1850 км²; участков тектонических поднятий, перспективных на обнаружение нефти и газа в нижнем (доверхнедевонском) терригенном комплексе, ~ 4500 км².

В заключение целесообразно затронуть вопрос об "историко-геологических" возможностях методики КП, т.е. ее способности "зафиксировать" и использовать при районировании этапы развития осадочного бассейна и его структурной перестройки [I]. Геофизические данные принято числить по "ведомству" статической геологии, и не случайно в тексте шла речь о фиксации в картах КП именно современного структурного плана исследованной территории. Однако не следует забывать о том, что существует динамический аспект интерпретации гравитационных аномалий и что магнитное поле является признанной историко-геологической категорией.

Последнее обстоятельство обещает дать "ключ" к решению задач палеогеологического (т.е. уже в полном объеме геотектонического) районирования с помощью обсуждаемой методики. Этот "ключ" заключается в использовании разных режимов нормировки суммируемых полей -от весьма мягкой до жесткий. Тем самым можно регулировать долю того или другого поля в формировании рельефа КП. Например, "задавив" жесткой нормировкой долю Dg, можно обеспечить получение карт, где превалирует поле Dт, т.е. карт, отвечающих более древнему структурному плану. Уменьшение размаха аномалий Dт приблизит, в свою очередь, к получению карт, соответствующих более поздним этапам развития бассейна. На крайних полюсах такой "лестницы" карт будут находиться исходные поля: DT - докембрийский срез и Dg - слепок последнего этапа тектогенеза.

На основе рассматриваемой схемы (см. рис. 2) можно развернуть поисково-разведочные работы, сосредоточив их в окрестностях выделенных аномалий КП-1 и КП-2. Несомненно, целесообразно прежде всего построить детализационные карты КПлок по высокоточным трансформированным основам, где должны отрисовываться отдельные структурные и неструктурные объекты поиска нефти и газа - как уже известные (Певчуновский, Алексеевский и др.), так и новые, прогнозируемые.