Введение к работе
Актуальность проблемы. Новая сенсмогеопогичэская информация по осадочным нефтегазоносным бассейнам позволила выявить и обосновать значительную роль субгори зонтальных срывов в геодинамической эволюции верхних зоь земной коры. Определяющее значение для подобных срывос имеют реологическая расслоенность литосферы и осадочного чехла, а также флюидодинамические эффекты, способствующие горизонтальным деформациям при весьмсі незначительных нагрузках. Особенно значительны субгоризонтальные срывы в мезозойско-кайнозойских внутрикоитинентальных бассейнах Центрально-Азиатского ерогенного пояса и окраинно-конти-нентальных бассейнах Западно-Тихоокеанского подвижного пояса. Совместное рассмотрение этих регионов позволяет выявить основные закономерности, определяющие эволюцию и особенности генерации, аккумуляции и консервации углеводородов в осадочных бассейнах различного геодинамического происхождения. Исследование геодинамической эволюции нефтематеринских толщ, природных резервуаров и ловушек с учетом значительных горизонтальных подвижек в осадочных бассейнах мобильных зон земной коры, а также разработка геодинамических критериев их нефтегазоносности и определяет актуальность работы.
Цель работы - исследование гравитационно-геодинамических моделей эволюции осадочных бассейнов, разработка на это ; основе новых тектонических критериев нефтегазоносности бассейнов подвижных зон земной коры и выявление наиболее перспективных зон нефтегазонакопления в рассматриваемых регионах.
Задачи, решаемые для достижения поставленной цели
обобщение современного геолого-геофизического материагз по осадочным бассейнам Центрально-Азиатского орогенного и Западно-Тихоокеанского подвижного поясоз;
сейсмогеологический анализ зон растяжения и сжатия в осадочном чехле нефтегазоносных бассейнов указанных регисюв;
выявление зон реологической и флюидодинамической расслоенное земной коры и осадочного чехла;
построение гравитационно-геодинамических моделей эволюции осадочных бассейнов различных типов;
-анализ влияния гравитационно-геодинамических явлений на особенности нефтегазоносности и размещения зон нефтегазона-копления в осадочных бассейнах подвижных поясов;
-сравнительная оценка перспектив нефтегазоносности основных комплексов осадочных бассейнов подвижных поясов с выделением наиболее продуктивных зон нефтегазонакопления.
Научная новизна заключается в следующих положениях: 1.Обосновано определяющее значение субгоризонтальных срывов для строения осадочных бассейнов подвижных зон земной коры.
2.Выделен новый тип тектонических движений, названных гравитационно-геодинамическими, вследствие больших масштабов проявления и преобладания гравитационных сил как первопричины тектонических деформаций крупных блоков земной коры. З.Установлена связь взбросо-надвиговых зон орогенных областей с растяжением земной коры, сопровождаемым гравитационно-геодинамическими явлениями - субгоризонтальными срывами и изостатическими поднятиями в тылу сорванных пластин.
-
Предложена гравитационно-геодинамическая модель эволюции осадочных бассейнов, объясняющая инверсию как результат срывов бортовых зон, возникающих после достижения бассейном определенной критической глубины (12+/-5 км.).
-
Показано, что системы межгорных впадин в Центрально-Азиатском орогенном поясе и зоны изолированных полуграбенов на активных континентальных окраинах Западно-Тихоокеанского подвижного пояса образованы в результате горизонтального растяжения и разрыва некогда единой осадочной депрессии в ходе гравитационно-геодинамического срыва пластин верхней коры в направлении к океанам.
б.Установлено, что повышенные перспективы нефтегазоносности связаны с передовыми зонами гравитационно-геодинамического срыва. В тыловых зонах из-за сильного растяжения преобладает рассеяние УВ потока.
-
Разработаны гравитационно-геодинамические критерии прогноза нефтегазоносности недр.
-
В осадочных бассейнах изученных регионов выделены наиболее перспеетисные зоны нефтегазонакопления.
Реализация результатов исследований и практическая значимость. Теоретические разработки автора использовались при планировании геологоразведочных работ в межгорных впадинах Средней Азии и Казахстана в рамках Комплексных проектов и
учитывались при проведении прогнозной оценки крупных регионов. Материалы использованы также при создании Карт нефтегазоносности СССР (1988,1991 гг.), Обзорной карты нефтяных и газовых месторождений. Средняя Азия (1984,1988 гг.), Petroleum Potential Map of Notheast Asia (1996r.).
Практическая значимость проведенных исследований определяется разработкой новых гравитационно-геодинамических критериев оценки нефтегазоносности слабоизученных территорий и акваторий подвижных поясов и выделением на этой основе наиболее крупных возможных зон нефтегазонакопления. Это особенно важно для акваторий, для которых определение участков с экономически оптимальной ресурсной базой является первоочередной задачей, в связи с большой стоимостью морского бурения. Широкое внедрение гравитационно-геодинамических исследований в практику нефтегазопоисковых работ позволит на региональном уровне выделить участки бассейна с максимальной концентрацией ресурсов, а на локальном уровне определить закономерности формирования отдельных месторождений, а значит и характер их нефтегазоносности.
Апробация работы. По рассматриваемой проблеме опубликовано 42 работы, в том числе две монографии и один обзор. Основные положения докладывались на Всесоюзных семинарах и конференциях " Эволюция процессов нефтегазообразова-ния"(Москва, 1984 г.), "Формации осадочных бассейнов"(Москва, 1985г.), "Системный подход в геологии"(Москва, 1985,1989 гг.),"Нефтегазообразование на больших глубинах" (Москва, 1986) "Тектоника и нефтегазоносность поднадвиговых зон" (Фрунзе. 1988 г.), Международной конференции "Рифтогенез и нефтегазо-носность"(Чернигов, 1990 г.), Ill Международном совещании по тектонике плит (Звенигород, 1991 г.), Всесоюзном совещании "Шарьяжно-надвиговая тектоника и ее роль в формировании месторождений полезных ископаемых" (Уфа, 1991 г.), Конференции "Состояние и перспективы развития геологоразведочных работ в Туркменистане" (Ашхабад, 1991 г.), Международном симпозиуме "Геодинамическая эволюция осадочных бассейнов"(Москва, 1992 г.), Международном семинаре в Китае (Пекин, 1993 г.), XIY-ом Мировом нефтяном конгрессе (Ставангер, 1994), 28-ом "Тектоника осадочных бассейнов Северной Евразии"(Москва,1995 г.) и 29-ом "Неотектоника и современная геодинамика континентов и океанов" (Москва, 1996) Тектонических совещаниях, XIY Губкинских чтениях(Москва, 1996).
Материалы работы апробировались также на ежегодных совещаниях Миннефтегазпрома СССР и Минтопэнерго РФ по рассмотрению планов геологоразведочных работ предприятий отрасли.
Фактический материал. В диссертации использованы результаты личных исследований автора (1976-1997 гг.) по изучению тектоники и нефтегазоносности межгорных впадин Центрально-Азиатского орогенного пояса, осадочных бассейнов Сахалина, Охотского и Берингова морей. Фактологической основой работы являются материалы региональной и поисковой сейсморазведки МОП". По всем рассматриваемым в диссертации бассейнам проведен подробный сейсмогеологический анализ с выделением структурио-формационных комплексов, определением типов тектонических деформаций и геодинамического режима.
Были использованы материалы глубокого бурения и результаты геохимических, палеогеотермических и литологических исследований для выявления нефтегеологических характеристик малоизученных регионов и/или отдельных литолого-формацион-ных комплексов.
Значительным источником информации служили опубликованные и фондовые геолого-геофизические материалы по нефтегазоносным бассейнам подвижных поясов южной и восточной окраин Евразии. Широко привлекались данные зарубежных исследователей, в том числе и по осадочным бассейнам Китая, которые служат связующей цепью кайнозойских депрессий Средней-Центральной Азии и Западно-Тихоокеанской активной окраины. Настоящая работа была бы невозможна без использования построений и обобщений, проведенных исследователями из региональных НИПИ системы бывшего Миннефтегазпрома, ИГиРГИ, ВНИГКИ, МГУ, ВНИГРИ, ВНИИгаз, ИТиГ и многих других научно-исследоЕательских организаций, а также производственных объединений.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз и заключения объемом 369 страниц, включая 3 таблицы, 10Є рисунков и список литературы из 284 наименований.
Появление в середине XX века концепции тектоники литосферных плит или новой глобальной тектоники произвело переворот в геологии и создало впечатление, что все текущие проблемы могут быть легко и эффективно разрешены в рамках этой новой научной парадигмы. Сейчас предпринимаются многочисленные попытки привлечь методологический аппарат тектоники плит для поисков месторождений полезных ископаемых и прежде всего нефти и газа. В этой связи следует выделить разработки КАКлещева, В.С.Шеина, Л.П.Зоненшайна, Л.М.Натапова, В.Е.Хаина, В.П.Гаврилова, а также многих ученых, развивающих геодинамические исследования применительно к отдельным нефтегазоносным провинциям (АААбидов, В.Г.Варнавский, Р.Г.Гарецкий, ГЖЖолтаез, МАКамалетдинов, Ю.В. Казанцев, Т.Т.Казанцева, Л.Э.Левин, В.И.Попков, Б.В.Сенкн.Э.В.Шипи-лов, К.О.Соборноа, О.И.Супруненко, В.В.Харахинов и др.).
Центральным постулатом тектоники плит является предположение о конвективных течениях в мантии, обеспечивающих энергетику тектонических процессов в земной коро. Действительно, надежно установленным фактом mojxho считать спрединг или расширение ложа океанов в глобальной системе срединно-океа-нических рифтов. Однако, второй необходимый элемент кон-вективой ячейки - погружающийся или субдуцнрующий поток до сих пор остается лишь теоретическим предположением. С различной степенью уверенности разные авторы на роль зон суб-дукции выдвигают глубоководные желоба, - но до сих пор эти предположения остаются дискуссионными. Поэтому гносеологически равноценной выглядит гипотеза расширяющейся Земли (Е.Е.Милановский, А.И.Летавин, У.Кэриндр.), согласно которой поверхность Земли испытывает только растяжение. Тогда как образовались орогенные зоны с их характерной покровно-надвиговой тектоникой? Механизм коллизии или столкновения литосферных плит кажется однозначно объясняет их формирование. Однако и здесь не все так просто. Огромные массивы до-кембрийских кристаллических пород или, как их еще называ-
ют, "гранитные ядра гор", могут оказаться тектонически декодированными зонами,.с которых осадочный чехол сорван в периферийные складчато-надвиговые части орогенов. Внутри складчато-надвиговых поясов мезозойско-кайнозойские бассейны образуют сложную разобщенную мозаику тектонически ограниченных фрагментов, разделенных изостатически воздымающимися поясами метаморфических палеозойских пород и/или выступами докембрийских. Возможно, что и орогены являются прежде всего зонами растяжения, а затем уже изостатичес-ого воздымания и локального сжатия. При такой модели развития складчато-надвиговых поясов геодинамические реконструкции должны опираться на сейсмогеологический м структурно-формационный анализ мезозойско-кайнозойских осадочных бассейнов, включенных или обрамляющих орогенные области.
Главными методами настоящего исследования выбраны структурно-формационный и сейсмоформационный (Шлезингер, 1988) анализы, которые, в совокупности с изучением нефте-геологических аспектов, составляют основу бассейнового моделирования. Для демонстрации глобального характера гравитационно-геодинамических процессов были привлечены материалы по одновозрастным бассейнам внутриконтинентальных и окраинно-континентальных подвижных зон земной коры.
Благодарности, Автор искренне признателен за помощь и постоянную падцержку академику РАЕН Н.А.Крылову, члену-корреспонденту РАЕН Э.М.Халимову, докторам г.-м.н., профессорам А.И.Летавину, Д.С.Оруджеврй, Т.Т.Клубовой, ААПетро-ву, К.Н.Кравченко, И.М.Михайлову, Г.Т.Юдину а также коллегам по лаборатории Л.Б.Абрамовой, Д.Д.Агапитову, О.Ю.Беля-нинову, А.В.Скоробогатько, М.Э.Мехтибекову. Большую помощь
оказали научные контакты с АААбидовым, Д.И.Агапитовым, М.А.Аширмамедовым, Ю.К.Бурлиным, Ю.Г.Леоновым, С.И.Му-саевым, Ю.С.Мавринским, Э.А.Мамаджановым, Е.И.Паталахой, В.И.Попковым,К.О.Соборновым, В.П.Шебалдиным.