К оглавлению журнала

 

УДК 551.243:553.98

© Коллектив авторов, 1990

Листрические разломы новые структурные зоны осадочного чехла Татарии

В.П. СТЕПАНОВ, Л.П. ПАВЛОВА, Н.Г. АБДУЛЛИН (ТатНИПИнефть), С.Ю. НЕНАРОКОВ (Татнефть)

Под листрическим разломом понимается дизъюнктивное нарушение осадочного чехла, образующее ковшеобразную, криволинейную, вогнутую кверху поверхность, которая изгибается сначала полого, а затем круто. Листрические (ковшеобразные) поверхности разломов ограничивают клиновидные массы, которые надвинуты одна на другую. Обычно листрические поверхности связывались, как правило, с активным сбросообразованием в условиях грабеновой или горстово-грабеновой структуры. Е.Е. Милановский выделил один из основных стилей деформаций, названный им системами листрических сбросов [2].

Однако проведенные нами геолого-геофизические исследования тектонического строения участков различных территорий Татарии (Мелекесская впадина, Серноводско-Абдулинский авлакоген, склоны Северо- и Южно-Татарского сводов) показали, что образование листрических дизъюнктивных поверхностей возможно и в обстановке тангенциального сжатия, когда причиной их образования оказывается “штамповое” и пологонаклоненное воздействие пластин кристаллического фундамента на слоистую толщу осадочного чехла с образованием в них смещенных относительно друг друга купольных пологих разрывов, латеральных зон дислокаций надвигов, взбросов, чешуи. Впервые листрические надвиги были установлены в Башкирии на временном разрезе по профилю, пересекающему Серафимовско-Балтаевский линейный флексурный вал. При этом указывалось, что тектонические флексуры сжатия представляют собой скрытые листрические надвиги-взбросы. Подобная природа флексурных структур доказана нами на примере Улеминского (1987 г.), Дигитлинского (1988 г.) и Усть-Икского валов [1]. Листрический тип разрывных нарушений может быть принят и для Романовской площади в Восточно-Оренбургском нефтегеологическом районе, где на многих временных разрезах отмечаются смещения осей синфазности по горизонтам карбона и девона или только девона [3].

Листрические разломы на территории Татарии развиты также и на участках кольцевых структур, в приповерхностной части кристаллического фундамента, которые путем сдвигов и ротационных деформаций, а также дифференциальных вертикальных движений в условиях растяжения образовали округлые и секториальные кальдеры проседания амплитудой до нескольких десятков метров.

В результате неоднократной тектоно-магматической активизации блоков кристаллического фундамента, особенно в альпийскую тектоно-магматическую эпоху (ТМЭ, 90 млн. лет назад) листрические сбросы в осадочном чехле развивались по принципу листрических инверсионных разломов взбросо-надвигов. Примером подобного развития является современное геологическое строение осадочного чехла Урганчинской кольцевой структуры, развивавшейся в докембрии как кальдерообразное обрушение блоков фундамента, а в постальпийской ТМЭ как инверсионная надвиговая структура (рис. 1.). Она расположена на западном склоне Южно-Татарского свода и образована тремя кольцевыми разломами фундамента, зафиксированными в виде кольцеобразно расположенных локальных магнитных аномалий. Последние, а также аномалии, ограничивающие вну-трикольцевые блоки, обусловлены интрузивными телами основного состава, которые вскрыты скв. 598, 378, 715. К кольцевым разломам в фундаменте приурочены метасоматические породы гидротермального генезиса, отмеченные в керне скв. 723, 700, 745 Уратьминской площади. Разломы фундамента создали тектонический коллаж* блоков, движение которых обусловило сложное строение поверхности кристаллического фундамента. Так, во внутренней части кольцевой структуры наблюдается кальдерообразное опускание, а в западной прослеживается кольцевой разлом, принадлежащий Каргалинской кольцевой структуре, интерферирующей с Урганчинской.

Разломы фундамента продолжаются также в вышележащий осадочный чехол (рис. 2.), сложенный платформенным комплексом пород: известняками, доломитами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Тектонические разрывные нарушения, пронизывающие отложения палеозоя, являются, как правило, основными каналами тепловых потоков, обусловливающих рост биогерм и одиночных рифов-пиннаклов.

По данным ВЭЗ и гравиразведки пониженными удельными сопротивлениями и локальными минимумами силы тяжести параллельно разломам фундамента выделяются конформные им геофизические зоны, продолжающие эти разломы в осадочный чехол. Такое параллельное (в плане) расположение разломов фундамента и этих геофизических зон позволяет характеризовать эту систему как листрическую разрывную поверхность, круто пронизывающую верхние горизонты осадочных пород с клиновидным надвиганием пластин одна на другую.

Конструктивный листрический характер поверхностей разрывов в основном определяет здесь надвиговый стиль тектоники фронтальные и тыловые складки, которые в плане располагаются параллельно кольцевым и радиальным расколам фундамента. Необходимо отметить, что и неоднократные латеральные и ротационные (вращательные) подвижки блоков по разломам обусловили их горизонтальные срывы и сдвиговые деформации, особенно в зонах пересечения различно ориентированных кольцевых, радиальных и секущих разрывов.

Здесь-то и проявились процессы интенсивного надвигания клиноформ друг на друга первоначально в герцинскую (позднедевонский-турнейский века) и окончательно в альпийскую ТМЭ. Тектонические дробления пород в результате тангенциальных перемещений и подвижек блоков и пластин привели к появлению в породах осадочного чехла обильной трещиноватости, кавернозности, зеркал скольжения и перемятости, обнаруженных в процессе изучения кернового материала, а также к образованию зон потери циркуляции промывочной жидкости. Эти факты свидетельствуют о том, что к листрическим поверхностям приурочены участки зон разуплотнения, отображавшиеся в верхних горизонтах пониженными значениями кажущегося удельного сопротивления, а в более глубоких предвизейскими врезами.

Залежи нефти тоже, вероятно, могут быть связаны с листрическими разломами, поскольку структуры пермского, каменноугольного, девонского возраста, смещаясь относительно друг друга, создавали условия для миграции УВ вдоль поверхностей этих смещений. При наличии благоприятных условий аккумуляции и сохранения УВ (наличие надежных покрышек и пластов-коллекторов) формировались залежи нефти. Такие залежи, по-видимому, обнаружены на Уратьминской площади в девонских отложениях, поскольку выше по разрезу они сопровождаются также залежами в карбоне, несколько смещенными относительно первых в горизонтальном плане.

Разрывные поверхности в теле фундамента, продолжаясь в осадочный чехол в виде листрических разломов, в периоды ТМЭ влекли за собой латеральное перемещение клиноформ, создавая, таким образом, бескорневые структуры сразу по нескольким пластичным опорным горизонтам. Этим и объясняются часто встречающиеся несовпадения пермского и девонского планов не только в пределах Урганчинской кольцевой структуры, но и на других участках востока Татарии, что дает возможность по иному продолжать поиски нефти в перспективных отложениях девона.

Другим примером наличия листрических надвигов может служить Акташско-Ново-Елховский линейный вал, обусловленный линейными субмеридиональными региональными расколами древнего заложения, выявленными аэромагниторазведкой и выраженными в рельефе фундамента Алтунино-Шунакским на востоке и Кузайкинским на западе грабенообразными прогибами.

Субширотные разломы при этом являются фрагментарными элементами региональных и кольцевых нарушений, северо-западные и северо-восточные локальные блокоразделяющие расколы полосами интенсивной трещиноватости, заполненными многочисленными дайками и небольшими трещинными интрузиями.

Субмеридиональные и субширотные разломы представляют собой ортогональную сеть трещинных зон, по-видимому, синхронной планетарной активизации платформы, по которой в девонский период закладывались грабенообразованные прогибы и изливались андезито-базальтовые магмы, зафиксированные скв. 50 Ново-Елховской площади. Северо-западные и северо-восточные нарушения сформировали диагональную сеть трешинных зон, обусловившую внедрение даек диабазовых пород, отмеченных в керне скв. 2779 Ново-Елховской площади, а также образование милонитов и более ранних бластомилонитов, выявленных скв. 61, 79 той же площади.

Кольцевые разломы здесь прослеживаются лишь в виде фрагментарных частей региональных разломов и очень редко как самостоятельные кольцевые нарушения. Другие скважины, пробуренные вблизи разломов и трещин на расстоянии не более одного километра от них, вскрыли породы петротектонической ассоциации основные кристаллосланцы, ортопороды, интрузии габброноритов и диабазов, а также тектониты с зеркалами скольжения, катаклазом и милонитизацией вплоть до ультра- и бластомилонитов и бластокатаклазитов. В зонах разломов и на участках деструкции пород фундамента проявлялись интенсивный кремнево-щелочной метасоматоз, гранитизация с образованием микроклиновых гранитов, окварцевание, ороговикование и происходило изменение интрузивных основных пород в пироксеновые кристаллосланцы и метадиориты.

Приведенные данные о тектонитах свидетельствуют о латеральном и радиальном перемещении отдельных блоков фундамента с образованием тангенциальных сдвигов, надвигов и грабенообразных прогибов.

Таким образом, современный план поверхности фундамента Акташско-Ново-Елховского валообразного поднятия обусловлен гетерогенными движениями блоков по зонам разломов. При этом возникла региональная, по-видимому, аллохтонная морфоструктура, фронтальная часть которой прослеживается вдоль западного борта Алтунино-Шунакского прогиба. В западной части ее вблизи Кузайкинского прогиба образовались в процессе надвигания тыловые складчатые блоки, а в результате ротационного срыва пластин вдоль восточной части Ульяновско-Мокшинского кольцевого разлома несколько скученных структур.

В зонах тектонических срывов возникало дифференцированное горизонтальное перемещение клиноформ осадочных пород со следами многочисленных зеркал скольжения в аргиллитах пашийского, кыновского, бобриковского и тулиско-го горизонтов, зафиксированных соответственно в скв. 31, 32, 60, 65, 46, 62, 64 Акташской и Ново-Елховской площадей. Эти породы обычно в платформенных условиях непроницаемые. Однако, вследствие тектонических движений, проявившихся по нарушенным зонам, они становились проводниками флюидов. На участках пересечения различно ориентированных кольцевых, радиальных и секущих разломов в районе скв. 75, 153, 61, 31, 155 развивались горизонтальные сдвиговые деформации с образованием в позднедевонское время, как следствие тангенциальных движений, зеркал скольжения, перемятости, раздробленности пород, интенсивной трещиноватости, кавернозности, с уходом промывочной жидкости и потерей ее циркуляции при бурении.

В плане параллельно линейным субмеридиональным региональным расколам и участкам торцевого сочленения разломов фундамента прослеживаются с некоторым смещением дизъюнктивные нарушения в осадочном чехле, что указывает на листрический характер разрывов в палеозойских отложениях.

В заключение отметим, что структурам горизонтального сжатия, образованным по листрическим поверхностям, ранее не придавалось значения, а несоответствие структурных планов объяснялось процессами многочисленных денудаций отдельных горизонтов и седиментационным “раздувом” мощностей осадков или колебательным движением разного знака фиксистского толка.

В настоящее время, когда чешуйчато-надвиговый стиль тектоники доказан, необходимо выработать иную методику нефтегазопоисковых и разведочных работ, которую можно свести к выявлению и трассированию листрических разломов и связанных с ними надвиговых дислокаций (инверсионных надвиговых структур). При этом конструктивные разломы в фундаменте, обуславливающие анти- и синформы в осадочном чехле, с успехом выявляются аэромагнитной съемкой, а листрические нарушения сейсмо-, электро- и гравиразведкой. Фронтальные части надвигов фронтальные антиформные структуры должны выявляться и подготавливаться структурным бурением по маркирующим реперам в нижнепермских отложениях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Камалетдинов М.А., Кавеев И.X., Степанов В.П. Усть-Икский вал новый пример надвиговой структуры Восточно-Европейской платформы / ДАН СССР.– 1987.– Т. 293.№ 5.С. 1198–1200.
  2. Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли. М.. Недра.– 1983.
  3. Опыт выявления разрывных нарушений в Восточно-Оренбургском нефтегеологическом районе по данным сейсморазведки // В.А. Трофимов, Н.Ш. Нигмати, Е.Н. Кибардина, Н.И. Парфенов //ЭИ ВНИИОЭНГ. Сер. Нефте-газ геол. и геофиз. 1987. Вып. 5. С. 13–18.

Abstract

Analysis of the results from geological/geophysical studies of the tectonic structure of Tataria and adjacent areas has been performed. For the first time, listric faults have been identified here as new structural zones of sedimentary cover favorable for petroleum exploration. They have exerted a great influence on the formation of different types of traps and on incompatibility of structural patterns by area and section. In a number of areas, such traps have been proved by deep exploratory drilling.

Рис. 1. Разломы кристаллического фундамента и перспективные на нефть участки Урганчинской кольцевой структуры.

 

Разломы кристаллического фундамента: 1 – кольцевые, 2 линейные, 3 – кольцевой разлом Каргалинской структуры, 4 – скважины, давшие нефть из девонских отложений, 5 – линия профиля АБ, 6 зоны, перспективные на поиски нефтяных залежей в девонских отложениях

Рис. 2. Геологический профиль по линии А Б Урганчинской кольцевой структуры:

1 – известняки и доломиты, 2 – алевролиты, песчаники, аргиллиты, 3 – биогермы и одиночные рифы-пиннаклы, 4 – промышленная залежь нефти, 5 кора выветривания, б кристаллический фундамент, 7 листрические разломы, 8 – трещиноватость, 9 перемятость пород, зеркала скольжения