Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Успехи геологических наук за последнюю четверть века в области абсолютной геохронологии, исследованиях физических свойств пород, стратиграфии, а также широкое внедрение компьютеров предопределили новое направление в геологических исследованиях - компьютерное моделирование. Решение геологических задач путем построения компьютерных моделей является не только экономически выгодным (в прикладных отраслях), но и позволяет быстро и эффективно проводить проверки теоретических построений.
Компьютерный анализ и моделирование стали і неотъемлемой
частью доя многих геологических дисциплин и широко внедряются в
историческую геологию и тектонику. і .
Работы, проведенные автором диссертации являются одними из первых в области моделирования и компьютерного анализа истории формирования осадочных бассейнов. В качестве новых шагов были предприняты попытки перевести моделирование на региональный масштаб, а также свести до минимума элемент абстрагирования при построении моделей, основываясь на реальных геологических данных. Эти задачи вызвали необходимость разработки новой методики подготовки, ввода, хранения и представления материалов.
Скифская платформа в качестве исследовательского полигона была выбрана в связи с ее сравнительно хорошей геологической изученностью и наличием большого количества скважин, широкой сети сейсмических профилей и сложной геодинамической историей, которую можно выразить в численном виде.
ЦЕЛЬ II ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью диссертационной работы являлось получение количественных характеристик истории формирования Скифской платформы на основе компьютерного моделирования для выделения этапов ее геодинамической истории* и реконструкций палеотектонических обстановок.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
* изучение геологического строения и истории
формирования Скифской платформы по
опубликованным и фондовым геологическим
материалам и, по возможности, полевым наблюдениям;
* сбор и частичная ревизия материалов о геологическом
строении региона по данным буровых скважин, геологических разрезов и сейсмопрофилей;
* изучение и анализ литолого-палеогеографических карт
Скифской платформы для основных рубежей мезо-., ; кайнозойского развития для. возможности контроля, проверки и коррекции получаемых результатов моделирования;
* разработка методики компьютерного моделирования
истории формирования осадочных бассейнов,
основанной на использовании исходных геологических
данных (геологических разрезов и профилей);
, * разработка алгоритма и .написание пакета компьютерных
программ для проведения одномерного и двухмерного моделирования (данная задача решалась совместно с ,,,,,. .А.В.Ершовым).
* подготовка геологических материалов для компьютерной
обработки и ввод их в компьютер; (параллельно решалась задача по созданию баз хранения первичной информации);
* проведение одномерного моделирования по всем
... .подготовленным скважинам и геологическим разрезам;
* .определение основных численных параметров,
характеризующих этапы тектонического развития
региона и их расчет для всех моделируемых разрезов.
* проведение двухмерного компьютерного моделирования
как по данным отдельных скважин, так и на базе сейсмических профилей;
* анализ результатов одномерного и двухмерного
моделирования и выделение на их основе этапов в
истории развития Скифской платформы с их
численными хар актеристик а ми.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые была предпринята попытка
комплексного компьютерного анализа и модедаїрованпя истории
осадочного бассейна,,, основанная на данных разрезов скважин и
сейсмопрофилеи,,,.,., .,'. ,.,,.,,., . ,.,'".'''
Проведенные исследования позволили на основе нового метода выделить этапы развития Скифской плагформы, а также, получить их численные характеристики. Определено, что основными параметрами, количественно характеризующими историю формирования региона, являются: 1) величина вертикальных движений фундамента; 2) величина тектонической составляющей погружения (воздымания) фундамента; 3) скорость вертикальных движений фундамента; 4) скорость
?
тектонической составляющей движений фундамента; 5) скорость осадконакопления и эрозии. Для 128 скважин, пробуренных на территории Скифской платформы, расчитаиы все пять перечисленных параметров.
Примененный метод анализа позволил выделить ранее неизвестные детали истории развития региона и получить новую информацию о процессах тектогенеза и седиментации. Применение процедуры последовательного снятия слоев (backstripping) и расчет первоначальных "разуплотненных" мощностей отложений позволили установить изначальные скорости осадконакопления и эрозии. Расчеты показывают, что скорости, полученные-из современных мощностей без учета уплотнения пород отличаются в среднем на 25-30% в оновном в меньшую сторону от скоростей, рассчитанных с учетом уплотнения. Гистопраммы и іуіафикй истории развития, построенные для всех моделируемых скважин, наглядно демонстрируют основные закономерности развития Скифской платформы в мезо-кайнозойское время.
Впервые в России разработан и опробован комплексный метод одномерной и двухмерной количественной оценки геологической истории развития для регионов с широким развитием недислоцированных и слабодислоцированных комплексов чехла.
Компьютерное моделирование истории осадочного бассейна может служить исходной базой для количественного анализа истории нефтегазоносное и последующей миграции углеводородов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Двухмерное моделирование позволяет реконструировать палеогеологическне разрезы для любого момента геологической истории с учетом декомпакции слоев. Переход в перспективе от двухмерного к трехмерному моделіфованшо' даст возможность получать объемные реконструкции бассейна на любой момент времени с оценками вероятности формирования различных полезных ископаемых.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. Автором были использованы материалы фондов Ставропольской и Кавказской экспедиций геологического факультета МГУ, фонды Геологической библиотеки МГУ, материалы фондов ПО "Краснодарнефтегеофизика", Центральной Геофизической Экспедиции (г.Москва), материалы фондов СОГРЭ (г.Владикавказ). Часть материала была собрана автором в ходе полевых экскурсий на Северном Кавказе, Крыму, Центральной и Северной Добрудже в период с 1991 по 1995 г.г.
Одномерное моделирование по Скифской платформе было проведено по материалам 128 буровых скважин и геологических разрезов, двухмерное - с использованием как данных по отдельным скважинам, так и сейсмическим профилям.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из 230 страниц машинописного текста, а также 35 рисунков и таблиц и трех приложений. Работа включает введение, четыре основные части, объединяющие 11 глав, заключение и библиографию in 216 названий.