РЕПИН АЛЕКСЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ : РАЗЛОМЫ, ЛИНЕАМЕНТЫ, ДИЗПЛИКАТЫ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

(2005 г.)

О разломах в пределах Западной Сибири имеется обширная литература. Широко известны работы Г.Д. Шаблинской, В.И.Кузина, В.С.Суркова с с соавторами, Н.И.Нестерова с соавторами, В.И.Астахова, нескольких коллективов авторов из ПО «Аэрогеология» и др. Наличие разломов фундамента признавалось всегда, более того строились сложные тектонические модели докайнозойского развития с учетом общепланетарных построений с позиций тектоники плит (С.В.Аплонов, 1989; А.С.Егоров, Д.Н.Чистяков, 2003 и др.). Сложнее с осадочным чехлом: вплоть до начала 90-х годов прошлого века многие исследователи отрицали существование разрывных нарушений, несмотря на уже имевшиеся многочисленные данные, полученные при поиске, разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа.

За последние 20 лет в ходе поисковых, разведочных работ, эксплуатации месторождений нефти и газа собран огромный материал по геологическому строению Западной Сибири. Появляются капитальные обобщающие монографии, в которых произведен анализ и синтез большого количества накопленных данных, сделаны весьма серьезные выводы, детализирующие представления о геологических объектах чехла и фундамента (Скоробогатов В.А., 2004 г.). Представляется крайне важным практически всеобщее осознание того факта, что разрывная тектоника и ее проявления являются неотъемлемой частью не только фундамента, но и осадочного чехла. Все больше делается конкретных попыток осознать и описать существование системы «разломы-пликативы-нефтегазоносность» не только на общетеоретическом уровне, а применительно к отдельным месторождениям и объектам.

«Разлом» - это общее, теоретическое понятие: группа геологических моделей, отражающая одну из сторон дискретности-непрерывности геологической оболочки Земли. Сложившиеся у автора представления можно свести к следующему:

1.Разлом – плоское геологическое тело (толщина которого значительно меньше ширины и длины), секущее естественные геологические напластования, в котором заметно меняются свойства (механические, геофизические, геологические, геохимические) толщ горных пород.

2.В то же самое время разлом – всегда граница.

3.Масштаб конкретного исследования влияет на результаты построений (моделей) – карт, разрезов; при крупномасштабном картографировании выделяются только элементы (составляющие) разломов. Как целое они начинают выделяться и восприниматься на картах масштаба 1:100 000 и мельче.

4.Разломы есть линейное отражение напряжений в узкой вытянутой зоне (но имеющей свою реальную «геологическую ширину»).

5.Разломы, в отличие от трещин, имеют свою геологическую историю.

6.Разломы по всей своей плоскости сопровождаются не только участками с хрупкими деформациями, но и пластическими смещениями отдельных слоев без разрыва их (по разрезу) или пластичными смещениями без разрыва по латерали. Позволим цитату: «В геологии преобладают представления о разрывах как о поверхностях или зонах механического нарушения пород, как зон нарушения сплошности геологической среды. Однако это не так: наряду с зонами механической трещиноватости присутствуют разрывы, в которых не отмечается признаков механического разрушения даже на уровне минеральных зерен» (Талицкий В.Г., 1998).

7.Всегда образуется, как при вертикальных, так и при горизонтальных движениях зона разлома: происходит «оперение» его более мелкими, формируются примыкающие пликативные структуры (тектонофизическое моделирование – Гзовский, 1975 и др., современные геологические данные подтверждают это).

8.Зона разлома на поверхности практически всегда отражается в ландшафте.

Разломы наиболее хорошо изучены в районах выхода на поверхность консолидированных толщ, большинство моделей базируются на этих данных. К сожалению, данные модели «не работают» при исследовании осадочного чехла, поэтому, на наш взгляд, надо различать разломы в осадочных толщах и разломы в консолидированных породах.

Понятие «линеамент» крайне размыто. Представляется, что наиболее точно его суть раскрывают самые старые, классические определения, из которых вытекает, что «линеамент» - это линия (полоса) на карте, отражающая линию пересечения плоскости разлома с дневной поверхностью, которая выражается в ландшафте в рельефе и растительности.

Линеаменты далеко не всегда совпадают с трассируемыми геофизическими методами разломами: во-первых, глубинное геологическое картирование отражает проекцию положения разлома на определенных глубинах; при наклонном положении плоскости разрывного нарушения линеаменты и линии разломов на структурных картах и схемах разных горизонтов могут быть смещены. Во-вторых, геофизические методы («основа» для выделения и картирования разломов) имеют собственные ограничения, которые влияют на конечные результаты. В-третьих, при конкретных исследованиях перед геологом всегда стоят непростые вопросы - «что выделять» и «как показывать». Их решение зависит от объективных причин – например, от масштаба исследования, а также от субъективных – принадлежности геологов к той или иной школе и пр. Данные обстоятельства, относящиеся чисто к методическим и картографическим проблемам, часто совершенно не учитывается геологами-практиками, что приводит к ненужным дискуссиям.

Методика. Исследования в регионе проводились на основании дешифрирования материалов космических съемок разных типов. Методика и результаты неоднократно описывались в разных работах, печатных и рукописных (см. Репин, 1985 , Репин, 1988 и др.), представлялись в виде авторских оригиналов карт и схем разных масштабов. Необходимо отметить, что результаты дешифрирования постоянно уточняются и сопоставляются с появляющимися материалами геологических и геофизических исследований, происходит постоянная переинтерпретация материалов, что выражается в появлении уточненных картографических материалов не реже одного раза в год.

Рассматривая представление материалов с чисто картографических позиций, нужно подчеркнуть, что «дежурные» карты-основы (карты фактического материала) изменились за 25 лет исследований не слишком сильно (что касается основных, крупных линеаментов – их трассирование практически не изменилось). Различия в выполненных нами за последнее время картах и схемах связаны, в первую очередь с чисто картографическими проблемами: перед исследователями, оформляющими результаты в мелких масштабах всегда стояла еще одна важная проблема - генерализация (картографическое обобщение результатов). В практической деятельности это выражается в «пропуске» части объектов на картах, объединении линий, их спрямлении и т.д.

Обобщенные , генерализованные результаты на начало 2004 г.отражены на Карте-схеме линеаментов Надым-Тазовского междуречья масштаба 1:2 500 000 ( рис. 1 ). Обращает на себя внимание явная взаимосвязь четкая «простая геометрия» (линии, реже – дуги) современного рельфа, его отдельных форм, сочетаний форм в пространстве. Гидросеть, крупные и мелкие речные долины, цепочки озерных западин, многие водоразделы, береговые линии Обской и Тазовской губ и пр. являют собой наглядное объектное отражение процессов, которые можно связать только с проявлением разрывной тектоники (то есть они являются линейными морфоструктурами) . Иными словами, на поверхности наблюдается большое количество линеаментов, образующих сложно построенную сеть. Это свидетельствует о том, что современные денудационные и аккумулятивные процессы контролируются (и контролировались в прошлом) блоковой тектоникой. Учитывая значительную инерционность результатов проявления экзогенных процессов, можно считать, что в неоген-четвертичное время (да и сейчас) регион представляет собой объект значительной тектонической активности.

Картографирование линеаментов приводит к некоторым важным выводам. Во- первых, плотность линеаментов различна в разных районах, они достаточно специфично локализованы (рис.1). Бросается в глаза нарастание «густоты» линий к востоку от Бованенковско-Урегойского линеамента. Похоже, что выделеный ранее автором Тазовский блок (Репин, 1988) не является единым образованием. Во-вторых, не наблюдается рисуемых некоторыми авторами «теоретических сетей» линеаментов - диагональных, ортогональных и т.п. Конечно, можно с натяжкой, отсортировать как-то линеаменты по направлениям, но формальных принципов может быть довольно много, соответственно – результатов. Да и непонятно совершенно, что это дает практической (да и теоретической) геологии. Тем не менее, можно говорить о новых подтверждениях блоковых тектонических движений, имеющих как горизонтальную, так и вертикальную составляющие.

При анализе конкретных участков, сопоставляя полученные при дешифрировании результаты и имеющиеся геолого-геофизическими данные по локальным объектам, практически всегда получаются совпадения в пределах точности конкретных методов. Это свидетельствует о большой надежности результатов дешифрирования. Подобная работа была проделана автором с привлечением данных сейсмопрофилирования Бованенковского, Комсомольского и некоторых других месторождений. Подробные исследования ревизионного характера велись в районе Каменномысского месторождения (ЮВ часть Ямала) – результаты вынесены на рис.2. Здесь проводился комплексный анализ геологического, структурного строения территории, анализ параметров нефтегазоносности (с участием автора). Выводы о надежности дешифрирования подтвердились.

Карты-схемы линеаментов сопоставлялись с обобщающими картами и схемами нефтегазовых объектов и месторождений, составленных во ВНИИГАЗе и СибНАЦе (рис.1,2). Полученные результаты, вероятно, будут являться предметом длительного осмысления, так как они достаточно неожиданны, но уже сейчас можно придти к совершенно определенным выводам. Самый главный из них: региональная нефтегазоносность подчиняется и контролируется разрывными нарушениями.

Первая реакция исследователя – связать формирование месторождений с глубинными процессами в фундаменте или мантии. Но, на наш взгляд, это – избыточная гипотеза. Для того, чтобы проанализировать наблюдаемое, необходимо вернуться к рассмотрению понимания моделей разрывных нарушений.

Одним из важнейших факторов их нечеткости, на наш взгляд, являлась (и является до настоящего времени) слабая разработанность теоретических построений о разломах в осадочных толщах. Действительно, все «классические» работы по разрывным нарушениям, их динамике, выполнены в районах выхода на поверхность магматических и метаморфических пород, в особенности в зонах современных горных сооружений. Здесь просто невозможно построить серьезные геологические модели без учения о разломах, которыет часто предстают перед исследователями во всей своей мощи как «грубые» механические разрывы (и которая еще часто напоминает о себе сейсмической активностью). В районах с многокилометровым осадочным чехлом разрывы в рыхлых породах стали доступны для исследователей относительно недавно - при появлении высокоразрешающей сейсморазведки, материалов дистанцинного зондирования из космоса, высокой плотности буровых работ.

До самого последнего времени значительное число специалистов использует теоретические представления о разломах, как о трещинах, «слабых», проницаемых вертикально для флюидов геолого-тектонических объектах (сформированные на базе изучения последних в районах распространения магматических и метаморфических пород). Поэтому широко распространено мнение о «деструктивной» роли разломов при формировании скоплений углеводородов (УВ), о том, что их «положительная» роль только в качестве каналов вертикальной миграции УВ. В последнее время начинает преобладать другая точка зрения, выраженная наиболее четко в уже цитируемой работе В.Г.Талицкого. Кроме того, он считает, что правильно определять разрывы “всего лишь” как узкие протяженные зоны локализованной деформации (1998). Из этого вытекает, что что разломы должны сопровождаться парагенетически связанными с ними комплексами пликативов, что подтвердается как теоретическими построениями, так и натурными наблюдениями.

С конца 50-х годов в СССР (и затем в РФ) успешно развивалось и развивается особое направление в теоретической тектонике – тектонофизика, которое дало массу продуктивных идей для практической геологии осадочных бассейнов (Гзовский, 1975). Лабораторное моделирование различных «слоистых толщ» с приложенными к ним разного рода механическими воздействиями приводило к появлению сложнопостроенных «осадочных объектов», в которых появлялись как самые разнообразные складки, так и трещины, образующих закономерные сочетания как по «разрезу» так и по «латерали». Самым интересным, на наш взгляд, открытием были «пластические разрывы» – образование резкого утонения «пластов», их смещение, изменение многих физических свойств, локализованные в плоскостях, полностью или частично секущих модельные «напластования» пород, без разрыва самих пластов. В последние десятилетия было построено и описано множество физико-механических моделей движений в осадочных толщах при приложении к ним тектонических напряжений. Было установлено, что они объектно реализуются в виде пликативных и дизъюнктивных нарушений, тесно связаных между собой, что определенные напряжения создают определенные формы складок и разрывов, они четко сопрягаются между собой и т.д.

В конце 70-х – начале 80-х годов к подобным выводам пришли и некоторые отечественные геологи. Особенно четко это выразилось в работах группы геологов Ухтинской Геологической школы, на основе изучения реальных геологических объектов Тимано-Печерской НГП. Более того, данная группа предложила весьма удачный формально-описательный тектонический термин – дизпликат – парагенетически связанный между собой комплекс дизъюнктивных и пликативных нарушений (Б.И.Тарбаев с соавторами, 1984,1985, С.Н.Сивков,1986, и др.). Это, по нашему мнению, «очень удачный» сущностной термин широкого применения , который можно использовать при исследованиях как на локальном, так и региональном уровне.

В нашем случае связь дизъюнктивов и пликативов отчетливо прослеживается (рис.1,2). Регион имеет ярко выраженное блоковое строение – с одной стороны, с другой – здесь широко развиты пликативные структуры, подчас весьма причудливой плановой формы (например, сеноманские отложения в районе Комсомольского месторождения), являющиеся часто местами скопления УВ. Хорошо видно, что практически все месторождения так или иначе «сидят» на разломах. К сожалению, в настоящее время трудно построить погоризонтную обзорную карту в масштабе хотя бы 1:1 000 000. С учетом наклона плоскостей разрывных нарушений невозможно представить, где реально находится тот или иной разлом на определенных глубинах только на основании описываемой карты-схемы (тем более – в ее масштабе). Однако, некоторые замечания напрашиваются сами собой. Их условно можно разбить на две группы: одни связаны с тем фактом, что к разрывным нарушениям приурочены конкретные объекты, вторые – что разрывные нарушения определяют блоковые движения отдельных участков территории и выступают в качестве факторов, контролирующих осадконакопление.

I. Рассматривая приуроченность месторождений и объектов к линеаментам, можно отметить следующее:

Во-первых, линеаменты на поверхности являются отражением дизпликатов, а не только разрывных нарушений (что делает выявление линеаментов одним из поисковых признаком, упрощает локализацию региональных поисковых работ);

Во-вторых, дизъюнктивные нарушения в осадочном чехле, в особенности те, которые тектонофизики относят к «пластичным разрывам», могли являться путями горизонтальной миграции УВ. Действительно, на некоторых сейсмических разрезах месторождений довольно неплохо видно, что по вертикали в таких местах происходит чередование пластичное смещение – разрыв (разрывы) слоя – пластичное смещение – разрыв слоя -… и так по несколько раз. То есть в плоскости разлома в осадочной толще сплошность хрупких слоев нарушена, их фильтрационно-емкостные свойства очень высоки, а вышележащие пластичные непроницаемые слои «только» изогнуты (обощенная картина показана на рис.3). В пределах территорий распространения региональных пластичных флюидоупоров в осадочных толщах тектонические смещения по разломам формировали «ложбины наоборот», по которым могли мигрировать флюиды вдоль плоскости разлома, скапливаясь в «боковых ответвлениях» - ловушках, местах расширения дизпликатов. Картина (перевернутая), которую формируют системы проточных озер.

II. В историко-геологическом плане блоковые движения по разломам контролировали осадконакопление на отдельных участках территории. Например, на некоторых геологических профилях видно (например, Тазовского месторождения), что границами групп слоев (пачек) являются разломы - и пачки по внутреннему строению несхожи. Многоярусность многих крупных месторождений говорит о том, что имела место четкая цикличность осадконакопления на локальных участках .Это говорит о значительном влиянии тектонических движений блокового характера на палеогеоморфологию, и, следовательно на литологию отдельных участков осадочного чехла одних и тех же возрастных горизонтов. Этот процесс происходит и сейчас – границы Губ являются границами блоков; в акваториях происходит накопление материала, на прилегающей суше – денудация. Таким образом, разломы контролируют и стратиграфические ловушки.

Центральную часть описываемого региона пересекает Бованенковско-Уренгойский линеамент. В месторождениях, приуроченных к нему, сосредоточена большая часть запасов и ресурсов Западно-Сибирской НГП. В свете имеющихся данных – это серия разрывных нарушений в фундаменте огромной региональной (трансрегиональной ?) протяженности, по разрезу – отдельные разрывы в «хрупких» породах осадочного чехла, пластичные разрывы (деформации в виде складок, утонения слоев) - в пластичных горизонтах.

На определенных глубинах, по-видимому, сформировались относительно узкие (1-5 км), протяженные (сотни км) складки, которые расширяются, имеют сложную форму в местах причленения к данному разлому более мелких «оперяющих». Они то и служат местами скопления УВ – см. рис.1. Если принимать как гипотезу (многое объясняющую) о наличии не только вертикальной, но и горизонтальной миграции УВ, то это может являться «руслом» могучей «реки», соединяющей крупные «моря» и «озера» (скопления УВ). Действительно, данный разлом выделятся всеми методами и его существование признается всеми исследователями (правда, в фундаменте ЗС). В осадочном чехле - это крупнейшая система дизпликатов, не имеющая аналогов (возможно еще просто не открыты?) в других регионах мира.

Линеаменты отражают не только разрывные нарушения, но и свержпротяженные складки, парагенетически связанные с ними (все вместе - как единый морфологический комплекс - дизпликаты). Выявление линеаментов можно использовать на «нулевом цикле» региональной стадии поисковых работ для планирования сейсмических, буровых работ.

Горизонтальные движения как основная причина дислокаций: в конце 80-х автором была поддержана гипотеза о молодых горизонтальных движениях земной коры, связанных с процессами молодого рифтогенеза, как главной определяющей тектонических движений регионального и локального уровня территории Западной Сибири. Появившиеся в последнее время публикации подтверждают данную гипотезу. Так, некоторые исследователи утверждают, что современные Уральские горы в северной своей части являются крупноблоковым сводовым постолигоценовым поднятием, причиной которого были горизонтальные движения Западно-Сибирской плиты (Левин Ф.Д.,Фомин В.И., 2001). Что касается критики гипотезы молодого рифтогенеза, то в обобщающих работах последнего времени на основании анализа большого количества геолого-геофизических материалов отмечается, что заложение некоторых рифтов не предваряется вулканизмом; инверсии не являются имманентным свойством рифта; переформирование коры (от континетальной до океанической тоже происходит далеко не всегда (Леонов Ю.Г., 2001).

Хотелось бы привлечь внимание к тому факту, что описываемая территория может служить полигоном для изучения современных процессов с позиций применения принципов актуализма при палеогеографических реконструкциях прошлого в геологических исследованиях. Здесь сейчас можно наблюдать формирование прибрежно-морских, дельтовых, аллювиальных, озерных и пр. фаций, которые играют важную роль в строении разреза и нефтегазоносности ЗС.

Л И Т Е Р А Т У Р А :

Аплонов С.В. Палеогеодинамика Западно-Сибирской плиты. Советская геология, №7, 1989, с.27-36.

Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: «Наука», 1975, 536 с.

Егоров А.С., Чистяков Д.Н. Структура консолидированного фундамента Западно-Сибирской платформы и прилегающих складчатых областей. Геология и геофизика, №1-2, т.44, 2003, с. 101-119.

Левин Ф.Д., Фомин В.И. Происхождение современных Уральских гор. Отечественная геология, №3, 2001, с.31-40.

Леонов Ю.Г. Континентальный рифтогенез: современные представления, проблемы, решения. Геотектоника, №2, 2001,с. 3-16.

Репин А.Г. Линейные морфоструктуры Западно-Сибирской равнины. Геоморфология, № 2 – 1985, с. 89-95.

Репин А.Г. О койнозойской рифтовой системе на севере Западной Сибири. Советская геология, № 12 – 1988, с. 68-75.

Сивков С.Н. Тектоника Европейского Севера СССР. Труды Ин-та геологии, вып.55, с. 36-45, Сыктывкар, 1986.

Скоробогатов В.А., Строганов Л.В., Копеев В.Д. Геологическое строение и газонефтеносность Ямала. М.: «Недра», 2003, 352 с.

Талицкий В.Г. Некоторые механизмы и следствия деформационных объемных эффектов в неоднородной среде. Геотектоника, №2 – 1998, с.93-105.

Тарбаев Б.И., Воинов А.С., Сивков С.Н., Шутов А.С.. Геологическое строение надвиго-складчатого пояса Печорского и Полярного Урала и перспективы открытия новых залежей. В сб. «Формирование, поиски и разведка месторождений газоконденсатов и газов сложного состава». М.: ВНИИГАЗ, 1985, с. 163-172.