Содержание к диссертации
1. ГЕОЛОГИЯ ШЕЛЬФА ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО МОРЯ И ПРИЛЕ
ГАЮЩЕЙ СУШИ 10
1.1. Краткое описание геологического строения Западной Чукотки и Чаун-
Чукотки 10
1.2. Геологическое строение шельфа Восточно-Сибирского моря 23
1.3. Выводы 30
2. ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ТРЕХМЕРНОГО ПЛОТНОСТНОГО И ГЕО
ЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРИБРЕЖНОГО
ШЕЛЬФА 31
2.1. Правомерность использования гравиметрических карт в редукции Буге
на мелководном шельфе ~.
Геолого-геофизические основы количественной интерпретации в классе блоковых моделей источников аномалий „
Методика количественной интерпретации в классе трехмерных блоковых моделей источников аномалий 34
Трехмерная модель первого и второго приближений 36
Трехмерная модель третьего приближения 40
Статистическая обработка 51
Методика определения абсолютной плотности 55
Методика построения вертикальных плотностных разрезов литосферы. 63
Выводы 65
3. ТРЕХМЕРНАЯ ГЕОЛОГО-ПЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛИТОСФЕРЫ
ШЕЛЬФА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ АКВАТОРИИ ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО
МОРЯ 66
Петроплотностная характеристика пород прибрежной суши 66
Анализ схемы разломов и блоков.; 71
Геолого-петрологическая интерпретация горизонтальных плотностных срезов литосферы шельфа 73
Геолого-петрологический срез на глубине 1 км 73
Геолого-петрологический срез на глубине 6 км 76
Геолого-петрологический срез на глубине 10 км 76
Геолого-петрологический срез на глубине 20 км 79
Геолого-петрологический срез на глубине 30 км 79
Геолого-петрологический срез на глубине 40 км 82
Геолого-петрологический срез на глубине 60 км 82
3.4. Система вертикальных плотностных разрезов литосферы шельфа 82
Широтный разрез литосферы XV 85
Меридиональный разрез литосферы XVI 87
Меридиональный разрез литосферы XVII 89
Геологический разрез (по линии АС) 91
3.5. Структурно-тектоническая интерпретация трехмерной плотностной мо
дели шельфа 93
3.6. Выводы 97
4. СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ШЕЛЬФА ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО
МОРЯ 99
Обзор сведений о перспективе нефтегазоносности Раучуанского прогиба и Чаунской впадины (суши) 100
Структурно-тектонические предпосылки нефтегазоносности шельфа
(по гравиметрическим данным) 101
4.3. Выводы 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
ЛИТЕРАТУРА 105
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 111
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 113
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 129
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время очевиден недостаток сведений о геологическом строении огромных по площади акваторий арктических морей, за исключением районов, перспективных в отношении нефтегазоносности и в меньшей степени других полезных ископаемых, или регионов, в которых осуществлялось глубоководное или мелководное бурение со специальными целями. Немного известно о геологическом строении Восточно-Сибирского моря, в том числе и прибрежного шельфа. Особую роль в изучении географически удаленных арктических бассейнов приобретают геофизические исследования с последующей геологической количественной и качественной интерпретацией. Кроме того, слабая изученность шельфовой зоны Восточно-Сибирского моря не позволяет провести сравнительную оценку перспектив нефтегазоносности. Глубокая интерпретационная проработка геофизического материала на шельфе Восточно-Сибирского моря необходима для составления трехмерной плотностной модели строения литосферы в связи с вопросами тектоники и нефтегазоносности. Ввиду недостатка информации о геологическом строении шельфа, данное исследование приобретает особую значимость.
Цель и основные задачи. Целью данной работы являлось построение трехмерной геолого-петрологической модели структуры литосферы юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря (7000'-7040'с.ш. и 16700'-17400'в.д.) в связи с вопросами тектоники и нефтегазоносности. Общая площадь исследуемой ак-ватории составляет около 20000 км . Интерпретация аномалий силы тяжести выполнена в классе трехмерных блоковых моделей источников аномалий.
Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи:
проведение количественной интерпретации аномалий силы тяжести и определение пространственных параметров (глубин нижнего и верхнего ограничений) и плотностных характеристик (контраста плотности в горизонтальном направлении) неоднородностей в форме блоков с квазивертикальными боковыми ограничениями;
проведение статистической обработки результатов - построение полигонов распределения глубин залегания верхних и нижних ограничений блоков, аномальной плотности для выявления определенных закономерностей в их распределении;
обобщение данных о плотности горных пород берегового обрамления шельфа Восточно-Сибирского моря;
расчет абсолютных значений плотности пород, слагающих блоки;
составление схем разломов и блоков (плотностных неоднородностей) с оцифровкой возможных глубин их заложения, рассчитанных на основе количественной интерпретации гравитационных данных;
сопоставление выявленных блоков с береговыми геологическими структурами;
построение системы плотностных и геолого-петрологических горизонтальных срезов на глубинах 1,6, 10, 20, 30, 40 и 60 км и вертикальных разрезов - широтного и двух меридиональных на петроплотностной и геологической основах. Система горизонтальных срезов образует плотностную гравиметрическую томографию литосферы;
анализ плотностной, геолого-петрологической и тектонической реальной трехмерной (3D) модели, выявление особенностей глубинной структуры рассматриваемого участока шельфа Восточно-Сибирского моря;
оценка перспектив нефтегазоносности исследуемой акватории с общегеологических и структурно-геофизических позиций.
Фактический материал и личный вклад. При изучении глубинной структуры юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря использованы карта аномалий силы тяжести в редукции Буге в условном уровне для исследуемого участка шельфа Восточно-Сибирского моря, полученная в результате ледовой съемки, проведенной силами 15-го геодезического предприятия ГУГК при Совете Министров СССР (руководители Ю.Е. Сенаторов, Г.П. Кузеванов); геологические карты масштаба 1:200000 и объяснительные записки к ним: лист R-59-XXV, XXVI (К.В. Паракецов, 1966); лист R-59-XXXV, XXXVI (В.Ф. Белый, 1976); лист R-59-XXIX, XXX ( Н.И. Чемоданов, 1979); лист R-59-XXXI, XXXII ( Я.С. Ларионов, 1963); лист R-59-XXIII, XXTV ( В.Т. Матвеенко, 1984); металлогеническая карта Магаданской области и сопредельных территорий масштаба 1:1500000 и объяснительная записка к ней (М.Л. Гельман, Н.В. Ичетовкин, Г.М. Сосунов, 1986); Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1000000, лист R-5 8-(60) - Билибино и объяснительная записка (Г.Ф.Журавлев, 1999).
При проведении интерпретации использована компьютерная программа для расчета гравитационного эффекта элементарного тела в форме треугольной призмы, разработанная в лаборатории региональной геофизики СВКНИИ ЮЛ. Ващиловым, О.В. Сахно, Ю.Н. Забываевым. При составлении карт теоретического поля аномалий силы тяжести использовалась графическая программа SURFER. При построении горизонтальных срезов и вертикальных разрезов использовались данные глубинных разрезов и срезов земной коры и верхней мантии Северо-Востока России [Ващилов, 1993; Отчет..., 1985], а так же графические программы Corel DRAW 9 и Adobe Photoshop 6.0.
Автором диссертационного исследования проведен расчет объемной модели 1-го, 2-го и 3-го приближений юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря; проведена статистическая обработка полученных результатов; составлена карта теоретического поля аномалий силы тяжести; построены плотностные горизонтальные срезы на разных глубинах и плотностной разрез на базе результатов интерпретации 3-го приближения и проведена их геологическая интерпретация; построены геологический и геолого-петрологический разрезы суши, геологический разрез шельфа, структурно-тектоническая схема исследуемой акватории.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые осуществлена количественная интерпретация гравиметрических наблюдений 1-го, 2-го, 3-го приближений для юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря;
впервые построена трехмерная плотностная модель литосферы юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря и на ее основе геолого-геофизическая модель в виде системы горизонтальных срезов и вертикальных разрезов и схемы блоковой тектоники;
впервые составлены структурно-тектоническая и геологическая схемы на глубине 1 км;
сделана оценка перспектив нефтегазоносности юго-восточной части акватории Восточно-Сибирского моря с общегеологических и структурно-геофизических позиций.
Практическое значение работы заключается в выявлении особенностей приповерхностного геологического и глубинного строения земной коры шельфовой зоны Восточно-Сибирского моря. Результаты диссертационного исследования в известной мере восполняют отсутствие информации о геологическом строении морского дна. Использованная методика исследования позволила провести оценку перспектив неф-тегазоносности акватории с геологических и структурно-геофизических позиций.
Защищаемые положения.
Методика количественной и геологической интерпретации аномалий силы тяжести в классе реальных 3-мерных (3D) блоковых моделей источников аномалий эффективна для условий кондиционных гравиметрических съемок на арктическом шельфе масштаба 1:200000.
Юго-восточный прибрежный шельф Восточно-Сибирского моря имеет преимущественно блоково-слоистый тип приповерхностной геологической структуры и структуры литосферы в целом с закономерным совпадением главных квазигоризонтальных поверхностей ее расслоения с нижними и верхними ограничениями плотно-стных неоднородностей в виде блоков.
На рассматриваемом участке шельфа в ходе геологической эволюции сформировались два типа земной коры - континентальная кора платформенного типа мощностью 35 км с базитовым слоем мощностью 10-12 км к западу от Северо-Айонского разлома (глубина заложения не менее 67 км) и кора мощностью 36-40 км с гипертрофированным базитовым слоем мощностью до 33 км к востоку от Северо-Айонского разлома.
Структурно-тектоническая обстановка на участке коры типично континентального типа (к западу от Северо-Айонского разлома) благоприятна для формирования нефтегазоносного бассейна и неблагоприятна на участке земной коры с гипертрофированным базитовым слоем (к востоку от Северо-Айонского разлома).
Защищаемые положения обосновываются материалами следующих глав: первое — глава 2, второе и третье - глава 3, четвертое — глава 4.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и представлялись на научно-практической конференции "Проблемы технологии производственного процесса, геологии, экологии и горного дела" (Магадан, 21-24 апреля 1996г.); IX сессии СВО ВМО "Геологическое строение, магматизм и полезные
ископаемые Северо-Востока Азии" (Магадан, февраль 1997 г.); региональной научно-практической конференции "Геология и металлогения Северо-Востока Азии на рубеже тысячелетий" (Магадан, 16-18 мая 2001 г.); региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток, 23-25 мая 2001 г); региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток, 5-6 декабря 2002 г.); региональной научно-практической конференции "Университетский комплекс - стратегический фактор социально-экономического развития северного региона" (Магадан, 29-30 мая 2003 г.); XII годичном собрании Северо-Восточного отделения ВМО "Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики" (Магадан, 3-6 июня 2003 г.); II региональной научно-практической конференции «Северо-Восток России: прошлое, настоящее, будущее» (27-28 ноября 2003 г.); 32й Международный геологический конгресс (Италия, 20-28 августа, 2004 г.); обсуждались на заседаниях кафедры геологии Северного Международного университета и Ученого совета Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института ДВО РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 104 страницы текста, 31 рисунок, 10 таблиц, список литературы из 64 наименований и три приложения из 27 страниц.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за обсуждение диссертации докторам геолого-минералогических наук Н.А. Горячеву, И.Л. Жулано-вой, В.М. Кузнецову, А.Д. Чехову, к.г.-м.н. Б.Ф. Палымскому. Активное участие в рассмотрении геолого-геофизической модели земной коры шельфа Восточно-Сибирского моря приняли сотрудники ФГУП "Магадангеология" А.П. Ганов, В.К. Романин. В работе учтены конструктивные замечания и советы кандидатов геолого-минералогических наук А.В. Гревцева, С.Г. Бялобжеского, М.И. Малахова, В.Г. Шахтырова, М.Л. Гельмана. Неоценима помощь и консультации по вопросам нефте-газоносности морского шельфа к.г.-м.н. В.Е. Глотова, по вопросам интерпретации гравиметрических данных Е.Н. Жупахина, Т.П. Зимниковой и О.В. Сахно. Выражаю признательность всему коллективу работников лаборатории региональной геофизики СВКНИИ ДВО РАН за помощь в работе над диссертацией.
Автор считает своим приятным долгом выразить особую благодарность научному руководителю д.г.-м.н. Ю.Я. Ващилову за обучение, руководство и помощь в течение всего времени работы над диссертацией.
