К оглавлению журнала

 

УДК 550.8:528:550.83:550.814

©В.Г. Мавричев, 1994

КАРТИРОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ЛОВУШЕК ПРИУРАЛЬЯ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ СЪЕМКОЙ

В.Г. МАВРИЧЕВ (Петербургская геофизическая экспедиция)

Применению аэрогеологических и космических методов изучения глубинного строения закрытых мощным чехлом осадков территорий краевых прогибов и окраинных впадин в последнее время уделяется много внимания. Из поля зрения исследователей незаслуженно выпал другой, не менее эффективный аэрогеофизический метод, выполняемый в настоящее время современной в техническом исполнении отечественной аппаратурой.

Начиная с 1975 г. Петербургская геофизическая экспедиция проводит планомерное изучение территорий Волго-Уральской, Тимано-Печорской, Прикаспийской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций. Непосредственно на площади Предуральского краевого прогиба, как и на других прилегающих территориях, выполнена и продолжает проводиться аэромагнитная и комплексная аэрогеофизическая съемки масштабов 1:25 000 - 1:50 000 с аппаратурой КАМ-28, ММВ-215, СКАТ-77 и СТК-08. К настоящему времени территория прогиба от Пай-Хоя до границ Казахстана (исключая небольшие площади Пермского и Свердловского Приуралья, охватывающие Соликамскую и Юрюзано-Сылвенскую впадины) практически полностью покрыта данными съемками [1,3-5]. Предлагаемый материал охватывает южную часть Приуралья.

Результаты аэромагнитной и комплексной аэрогеофизической съемок на территории Башкирского и Оренбургского Приуралья представлены в виде карт аномального магнитного поля (DTa) и его трансформаций (DTост), карт естественной радиоактивности, концентраций урана, тория и калия в масштабе съемки.

Карта DTa отражает структуру глубокозалегающих пород фундамента. Результаты анализа потенциального поля DTa в совокупности с данными других геолого-геофизических исследований и бурения позволили установить генетическую связь между напряженностью магнитного поля и глубиной залегания кровли кристаллического основания. Коэффициент связи составляет 0,86, т.е. падение напряженности на 6 нТл отвечает погружению фундамента на 100 м. Эта зависимость позволяет судить не только качественно о блоковой структуре фундамента, но и давать количественную оценку гипсометрии каждого блока.

Трансформированное магнитное поле отражает структурный план осадочного чехла, картируя в частности шарьяжно-надвиговую тектонику и связанные с ней антиклинальные поднятия [4].

Рассмотрим пример с Табынской складкой. Табынская структура детально закартирована геологической съемкой в артинских отложениях [2], подтверждена на глубину геофизическими и буровыми работами. Свод поднятия сложен массивными, практически немагнитными (магнитная восприимчивость составляет (1-2) • 10-5 ед. СИ), рифогенными известняками верхнего карбона. На крыльях обнажаются нижне- и верхнепермские отложения. Первые представлены карбонатыми, карбонатно-глинистыми и песчаными породами ассельского, сакмарского, артинского и сульфатно-песчано-глинистыми породами кунгурского ярусов. Магнитная восприимчивость (c) данных отложений не превышает (5-7) • 10-5 ед. СИ. Вторые, верхнепермские, наиболее магнитные в разрезе отложения (c = (35-40) • 10-5 ед. СИ) сложены в основном терригенными грубообломочными осадками уфимского яруса. Таким образом, перечисленные комплексы пород различаются по своим магнитным свойствам, определяя степень их участия в формировании магнитного поля структуры. На рис. 1 представлены данные моделирования магнитного поля по хорошо изученному геологическому профилю через Табынскую складку. Аппроксимация такой сложной структуры совокупностью пространственных элементов правильной геометрической формы, аналитические выражения которых известны, осуществлялась по программе "Призма-2" (Г.Г. Кравцов, С.-Петербургский горный институт). При расчетах принималось, что породы намагничены по направлению современного магнитного поля. Результаты изучения послойно-латеральной изменчивости магнитных свойств в пределах Предуральского прогиба и непосредственно по Табынской структуре по керну пробуренных скважин послужили исходным материалом для расчета магнитного поля.

Близкое совпадение морфологии расчетного поля и поля DТост, выделенного скользящим средним, свидетельствует, что породы осадочного чехла имеют свое собственное магнитное поле, достаточное по величине для регистрации современной аппаратурой. Отдельные несовпадения обусловлены, по-видимому, отсутствием надежных геологических сведений за пределами рассматриваемого профиля и соответственно недоучетом возможных изменений магнитных характеристик пород. Непосредственно над структурой отмечается понижение магнитного поля, амплитуда которого определяется геометрией складки, литологией и соответственно магнитными свойствами слагающих складку пород. Этот диагностический признак является универсальным для антиклинальных структур различного генезиса [1, 5].

На Табынской площади Табынско-Иштугановский и Кисындинский надвиги в морфологии магнитного поля как в районе складки, так и за ее пределами, выделяются локальными изменениями поля DT, характерными для картирования и трассирования региональных зон надвигов [1, 4, 5]. Самой складке в поле DТост отвечает понижение магнитного поля амплитудой до 4нТл, хорошо совпадающее по площади с ее структурным планом. На фоне пониженных значений поля DT отмечаются две небольшие по площади локальные аномалии того же знака, в плане соответствующие двум (северному и южному) куполам структуры. В то же время в морфологии пониженных значений DT отмечаются локальные осложнения небольшой амплитуды (до 1 нТл), имеющие в плане линейную, выходящую за пределы структуры, и полуовальную, ограниченных размеров, формы. Первые, по мнению автора, отвечают положению осложняющих структуру разломов, имеющих, вероятно, незначительные амплитуды смещений, так как в плане не заметны сдвиги отдельных пластов и пачек по ним [2]; вторые - картируют литологические разности пород ассельского, сакмарского, артинского и кунгурского ярусов нижней перми, обнажающихся в ядре складки. Повышенные значения магнитного поля амплитудой 1,5-2 нТл отвечают выходам терригенных пород уфимского яруса на крыльях складки. Периклинальные замыкания Табынской структуры также подчеркиваются повышением DT полуовального рисунка.

На примере Чумазинской структуры (рис. 2) подтверждается прогноз, данный автором в 1977 г. по материалам аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000. Сейсморазведочными работами ПО Башнефтегеофизика (И.Н. Буров, 1980), проведенными позднее в пределах рекомендованной площади, установлена, а бурением подтверждена упомянутая структура, оценена ее нефтегазоносность. В морфологии магнитного поля Чумазинская структура отмечается таким же диагностическим признаком, что и Табынская складка. Так же картируются Богдановский и Хлебодаровский надвиги, отмечаются локальными изменениями поля и DT осложняющие складку разломы, в том числе и широтного простирания. Последние отделяют на севере Чумазинской структуры несколько меньших размеров Акбердинское поднятие, которое также отражается в магнитном поле.

В радиометрических полях, наряду с отражением петрографического состава пород, отмечается и воздействие углеводородов, мигрирующих из залежи по всему геологическому разрезу. Так, по результатам комплексных аэрогеофизических исследований над Чумазинской структурой отмечается аномалия естественной радиоактивности и соответственно концентрации урана. Над сводом структуры содержание урана падает до 1.5•10-4% при повышенных его значениях на флангах до (2-2,5)•10-4%. Слабовыраженная зональность распределения урана на фоне низких концентраций радиоактивных элементов, свойственных карбонатым отложениям нижней перми и карбона, возможно, свидетельствует (по многочисленным отечественным и зарубежным публикациям) о наличии залежи углеводородов. Под воздействием углеводородов над такими ловушками отмечается перераспределение радиоактивных элементов с выносом, в частности, урана как более легкорастворимого элемента за пределы контура залежи.

В целом анализ структурного плана башкирской части Предуральского краевого прогиба совместно с магнитным полем показал, что в морфологии поля DT находят отражение практически все известные региональные зоны надвигов и связанные с ними структурные осложнения осадочного чехла. По упомянутым диагностическим признакам дополнительно намечены локальные объекты, рекомендовано проведение проверочных сейсморазведочных работ на 21-м участке.

Рассмотренные результаты аэромагнитной съемки послужили основой для геологической интерпретации материалов комплексной арогеофизической съемки оренбургской части Предуральского прогиба (рис. 3).

Здесь не дается анализ шарьяжно-надвиговых дислокаций, показана лишь возможность съемки для решения поисковых задач нефтегазовой геологии в условиях прогиба, недостаточно изученного комплексом геолого-геофизических методов.

На территории Западно-Уральской внешней зоны краевого прогиба выделены как известные по материалам геологической съемки в Башкирском Приуралье [2], так и намечаемые вновь региональные зоны надвигов, формирующие одноименные пластины. Отмечаются те же особенности шарьяжной тектоники, свидетельствующие об интенсификации процессов с приближением к Уралу при соответствующем уменьшении поперечных размеров тектонических пластин. В магнитном поле отражается и широтная поясность Урала, но частота нарушенности существенно выше, чем показано А.И. Олли (1966). Эквидистантность составляет 7-10 км. По широтным нарушениям намечаются сдвиги упомянутых фронтов и соответствующих им тектонических пластин.

По характеру отражения широтной тектоники в морфологии магнитного поля и полях естественной радиоактивности и ее составляющих компонент можно предположить, что данные разломы были активизированы в новейшее время, после формирования региональных зон надвигов субмеридионального простирания. Об этом же свидетельствует и рисунок гидросети региона. Морфология магнитного поля над широтным разломом, при пересечении его в меридиональном направлении, отвечает характерной форме аномалий поля DТ от пласта и по диагностическим признакам схожа с аномалиями, рассмотренными над фронтами надвигов [4, 5]. Причем форма аномалий отвечает положению, когда южный блок гипсометрически расположен выше северного. Это дает основание предположить, что с рассматриваемыми широтными нарушениями тесно увязывается формирование надвигов, происходивших под действием давления с юга со стороны альпийской складчатой области. Данное предположение подкрепляется наличием широтных надвигов Жигулевской системы дислокаций, рассмотренных в литературе.

По диагностическим признакам отражения в морфологии магнитного поля структурных ловушек на исследованной территории выделено 30 перспективных аномалий, подавляющая часть которых (70%) выражена и в поле естественной радиоактивности и концентраций урана признаками, схожими с таковыми над Чумазинской структурой. Обращают внимание аномалии, расположенные в пределах Хлебодаровской тектонической пластины, на севере которой расположено упомянутое Чумазинское поднятие (см. рис. 2). В районе р. Урал выделенные аномалии в значительной части тяготеют к широтным разломам. Морфологические признаки рассматриваемых геофизических полей на перспективных участках приобретают здесь субширотные очертания.

Материалы комплексной аэрогеофизической съемки масштаба 1:50 000 на территории Оренбургского Приуралья позволили наметить и протрассировать зоны надвигов и выделить аномалии, перспективные на поиски структурных осложнений осадочного чехла, в том числе первоочередные, нашедшие отражение в радиометрических полях. Составленная схема тектонического строения осадочного чехла может быть использована как предварительный материал при прогнозировании нефтегазоносности данной территории и планировании дальнейших геолого-геофизических исследований. Для более полного суждения о тектонике данного региона необходимо завершить аэрогеофизическую съемку масштаба 1:50 000 на прилегающих территориях юго-восточного склона Русской плиты и бортовой зоны Прикаспийской впадины. Совместный анализ выполненных съемок на платформе и в подвижных областях должен помочь в понимании тектонических процессов, прошедших в до- и посторогенный периоды развития региона, наметить этапность в надвигообразовании и т.д.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев В.М., Maepuwe В.Г., Травников Б.П. Картирование надвиговых структур аэромагнитной съемкой// Экпресс-информ. Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. - 1990. - Вып. 2. - С. 26-30.

2. Казанцев Ю.В. Структурная геология Предуральского прогиба. - М.: Наука, 1984.

3. Мавричев В.Г., Саар Д.А., Травников Б.П. Высокоточная аэромагнитная съемка при изучении нефтегазоносных площадей//Сов. геология. - 1984. - № 4. - С. 97-101.

4. Мавричев В.Г., Саар Д.А. Высокоточная аэромагниторазведка при расшифровке структуры Северного Приуралья// Геология нефти и газа. - 1993. - № 1. - С. 25-28.

5. Мавричев В.Г. Поиск различных морфогенетических типов структур по данным магнитометрии//Экспресс-информ. Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. - 1991. -Вып. 7. - С. 29-34.

Abstract

The materials of complex aero-geophisical prospecting in 1:50000 scale are given for Orenburg Pre-Ural region.They allowed to trace thrust zones and lo reveal anomalies, perspective for structure complications search, including urgent ones, reflected in radiometric fields. The Made map of teclonic structure of sedimentary cover can be used as preliminary material for forecast of oil and gas content of the given territory and for future geological-geophisical study planning. It is necessary to finish aero-geophisical prospecting at neighbouring territories of southern-eastern oord of Russian plate and bord zone of Pre-Caspian depression for thorough idea of this region tectonic. The joint analysis of the carried out prospecting at the platform and mobile zones shouls help in understanding of teclonic processes at before and post - orogen periods and in tracing of thru" sting stages.

 

Рис. I. Магнитное поле антиклинальных структур надвигового типа

1 - терригенные отложения; 2 - линия надвига; 3 - график остаточных аномалий магнитного поля (отрезок осреднения по маршруту 4 км); 4 - расчетное магнитное поле разреза осадочного чехла; 5 - график аномального магнитного поля; 3 - намагниченность отложений, 10-3 А/м

Рис. 2. Сопоставление результатов аэромагнитной съемки с данными сейсморазведки МОГТ (Муйнакский участок).


1 - изогипсы кровли карбонатных отложений С2; 2 - надвиги по данным МОГТ (Хл - Хлебодаровский, Бг - Богдановский); 3 - графики остаточных аномалий магнитного поля нТл, (интервал осреднения по маршруту 4 км); 4 -поднятия (1 - Акбердинское, 2 - Чумазинское)

Рис. 3. Схема строения Западно-Уральской внешней зоны складчатости

1 - граница внешней зоны; тектонические нарушения, предполагаемые по данным аэрогеофизической съемки: 2 -субширотные, 3 - иного направления, 4, 5 - надвиги: 4 -основные (Хл - Хлебодаровский, Ак - Акбердинский, Кр -Курмаинский, Дб - Дубиновский, Бг - Богдановский, Нм -Новомихайловский, Бн - Бурангуловский; Кур - Куруильский, Тл - Тлявгуловский, Кыз - Кызыльярский, Кп - Каиповский. Те - Тарасовский), 5 - оперяющие; 6, 7 - структурные осложнения осадочного чехла: 6 - по магнитному полю, 7 - по гамма-спектрометрии