Космодешифрирование ХМАО-Югры. Тектонически активные зоны
А.Л. Клопов (АУ «Научно-аналитический центр рациональногонедропользованию им. В.И. Шпильмана»)
В Научно-аналитическом центре рационального недропользования им. В.И. Шпильмана завершены трехлетние (2007-2009 гг.) работы по составлению в масштабе 1:500 000 «Карты тектонически активных (по космодешифрированию) зон территории ХМАО-Югры». На ней выделены круговые, полосовые, площадные (блоковые) деформации предполагаемого сжатия, растяжения, нейтральные и многочисленные линейные деформации (космографическое отображение разрывных структур).
О возможности распознавания на космических снимках (КС) тектонически активных участков земной коры известно с начала появления в арсенале геологов телевизионных снимков Земли. Об этом есть публикации М.А. Артамонова, Е.Н. Исаева, Н.А. Яковлева (1971), В.И. Астахова, В.Я. Ероменко (1974), И.И. Башиловой и др. (1973), Л.М. Зорькина, О.Л. Куузнецова (1978), И.В. Рейнина и др. (1976), Д.В. Скарятина (1978), Н.В. Шаблинской (1979), Н.А. Яковлева, Н.В. Скубловой (1974) и многих других.
Среди них убедителен геодинамический подход Л.Н. Розанова. Так, в журнале «Советская геология» №7,1980 он отмечает, что на участках неотектонических поднятий в условиях растяжения земной коры и повышения ее проницаемости происходит разуплотнение пород и образование вакуума, что приводит к стягиванию флюидов и увеличению влажности пород земной поверхности на таких участках. По его мнению, тектонические поднятия и погружения (в т.ч. и погребенного фундамента) часто отображаются соответственно увеличением и уменьшением плотности тона. Автор, ссылаясь на работу Я.Н. Белевцева и С.С. Быстревской (1978), заключил: чем выше поднятие, тем темнее, гуще фототон на снимке и наоборот .
Интересно объяснение В.С.Юдиным (1982) механизма образования магматогенных кольцевых структур и, что особенно ценно, их дешифровочных признаков [Тр. ЗапСибНИГНИ, вып.175, 1982]. По его представлениям, магматические интрузии создают аномальное давление на вмещающие породы и значительное повышение температур. Растягивающие касательные напряжения, возникающие в результате внедрения интрузии, вызывают повышенную проницаемость вышележащих пород, что способствует проникновению в поверхностные слои летучих компонентов, поступающих как из магматического очага, так и зоны метаморфизма. Приносимые ими в приповерхностные слои и атмосферу тепло и соответствующие химические элементы вызывают аномальные явления в элементах ландшафта. На космофотоизображении такое образование создает аномальный – темный, относительно ровный фототон по всей занимаемой им площади и более колоритный по контуру, а рисунок фотоизображения отличает радиальная ориентировка его линейно-вытянутых микроформ [с.102].
Объяснение природы кольцевых структур, отдешифрированных в Западной Сибири, есть в работе В.Г. Лобода и О.П. Огородниковой, опубликованной в трудах ЗапСибНИГНИ, вып.186, 1983. По мнению этих авторов, сложная картина наблюдаемых на карте результатов космодешифрирования прямолинейных и кольцевых линеаментов отражает очаговое строение геодинамического поля. Такой характер тектонического возмущения обусловливает возникновение кольцевых линеамен тов, в центре которых следует ожидать наличия предопределяющих «плюс-блоков», а по периферии – «минус-блоков». Блоки разделены разломами, представляющими собой зоны повышенной гидрохимической «вентиляции». Благодаря этому свойству они проявляются в ландшафте и читаются на космоснимках [с.41].
Необычен механизм космографического «просвечивания» глубинных структур юго-запада ЗСП, предложенный Д.П. Куликовым в том же сборнике трудов ЗапСибНИГНИ. Блоки фундамента со значительным дефицитом плотности слагающих их пород (гранитоиды, гнейсы) под действием изостатических сил постоянно вытесняются вверх (всплывают), воздействуя на перекрывающие их осадочные толщи чехла наподобие штампа. Блоки с избыточной плотностью магматических пород (основных и ультраосновных) в результате действия тех же сил, постепенно погружаются создавая в чехле отрицательные структуры. Такие блоковые перемещения выражаются в современном рельефе и находят отображение на космических снимках в виде площадных кольцевых объектов [с.66].
Дешифрирование тектонически активных линейных и площадных структур возможно и на более детальном масштабном уровне изучения.
Так, В.Б. Соколова, выполняя в 1990-1994 гг. картирование (нетрадиционным космофотометодом) структурных этажей в районе Вынгапуровского месторождения, выявила надвиги, сдвиги, сбросы в доюрском фундаменте. Автор заключила: «Формирование стержневого разлома, разделяющего территорию на возвышенную и погружающуюся части, шло в следующем порядке: в юрско-триасовый период он представлял собой перегиб с тенденцией к растяжению; в позднеюрскую эпоху – сбросо-сдвиг…» [6].
Результаты космодешифрирования, выполненного в районе Белогорской Оби (Г.С. Бурлакова, 1984), дали информацию о структурно-тектоническом строении региона, отличающуюся от традиционных представлений. В частности, выявлена и в дальнейшем геофизически подтверждена крупная разрывная структура с геодинамически напряженными участками – грабен северо-западного простирания [Тр. ВНИГРИ, вып.252, Л., 1984].
Аэрокосмические исследования Красноленинского свода (В.М. Перерва и др., 1994) регионально установили его интенсивную тектоническую напряженность, выраженную в дроблении на мелкие (в среднем 4×6 км) блоки и образовании многочисленных разрывных нарушений. По мнению авторов, активизация этих разрывов выразилась не только в возобновлении вертикальных перемещений тектонических блоков, но и в проявлении флюидо-геодинамических процессов в зонах разломов, что обусловило гидротермальные изменения пород [Геология нефти и газа. – 1994. – №3].
На геодинамическом полигоне Самотлорского месторождения комплексными многолетними исследованиями подтверждена выявленная космодешифрированием (О.С. Мартынов, 2005) «мульда оседания». Она установлена по выделению динамически напряженных зон (ДНЗ), являющихся проекцией на дневную поверхность глубинных разломов. Структура тектонически весьма напряжена: максимальное число из 1509 сломанных (вышедших из строя из-за деформации) колонн располагаются в блоках, которые претерпевают максимальные вертикальные просадки при формировании мульды оседания; просадки земной поверхности достигают 100 мм/год, максимальные значения подъема – 50 мм/год [Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. VIII науч.-практ. конф., 2005].
В целом, отмеченные в данном обзоре материалы позволяют считать реальным выявление тектонически активных зон методом космодешифрирования.
Следует заметить, что такие зоны (области сжатия и растяжения, блоки, разрывы сбрососдвиговой кинематики, круговые и кольцевые структуры) выделялись не только дистанционно.
Зоны напряженного состояния земной коры Западной Сибири изучал И.Д. Песковский. Он отметил, что преобладающим развитием на уровне глубин, занимаемом в платформенном чехле и кристаллическом фундаменте, пользуются зоны сжатия.
По данным Ю.В. Филипповича (2001), сейсморазведочными работами МОГТ (СП 16/97-98) на юго-западном склоне Танловского вала в районе Северо-Комсомольского месторождения «выявлена уникальная для Западной Сибири тектоническая структура – эшелонированное грабенообразное проседание пород мелового возраста кольцевого типа. Строение этого геологического объекта в общих чертах напоминает кимберлитовые «трубки взрыва» Якутии» [7].
На соседней юго-восточной части Западной Сибири изучением по данным сейсморазведки тектонически напряженных зон нефтегазоносных структур занимались В.Н. Устинова, В.Г. Устинов. В их публикации (2004), в частности, отмечено, что скопления углеводородов на поднятиях концентрируются существенно в зонах сжатия, в обрамлении которых выявляются локальные зоны разуплотнения [Геофизика, 2004, №1].
Е.Д. Глухманчук и А.Н. Василевский (2005) по результатам структурно-деформационного анализа результатов сейсморазведочных работ более 30 месторождений Западной Сибири пришли к выводам: «Проявление блоковых движений вызвано главным образом действием неравномерных горизонтально ориентированных сжимающих напряжений… Положительные локальные складки являются лобовыми складками разрывных структур взбросового типа, сформированными в результате горизонтальных сжимающих напряжений» [1].
В материалах Международной академической конференции опубликована работа В.Н. Воронова и И.В. Шпурова, в которой рассмотрены результаты целенаправленного геофизического изучения напряженно-деформационного состояния земной коры в пределах Сургутского и Вартовского нефтегазоносных районов [ЗапСибНИИГГ, 2008]. Оказалось возможным оконтурить и протрассировать области, зоны и локальные участки преобладающего проявления деформаций, обусловленных сжатием и растяжением. «Основные области сжатия, уверенно фиксируемые по материалам сейсмопрофилирования, располагаются в пределах основных сводовых поднятий, … разделенных и ограниченных котловинами … и седловинами, для которых характерно проявление растяжений». Составляющими этих областей являются зоны и локальные участки. Кроме того, авторами выделены напряженно-деформационные узлы и участки проявлений землетрясений и аварийных ситуаций на компрессорной станции.
С подобной направленностью (объекты сжатия, растяжения и пассивности) и была составлена «Карта тектонически активных зон территории ХМАО – Югры», уменьшенные до масштаба 1:2 000 000 фрагменты которой приведены на рис.1,2.
Космографически зафиксировано множество разноглубинных и многопорядковых площадных и линейных проявлений динамической напряженности (предполагаемой) земной коры.
Среди них оригинальностью очертаний выделяются «круговые деформации». Их около шестидесяти. К первому рангу (трансрегиональные) отнесено шесть таких структур положительного знака (предполагаемого сжатия). Две структуры выявлены на Урале.
В северной части Урала расположен Ляпинский круговой объект, впервые отдешифрированный автором в 1979 году. По данным И.Д. Песковского (1980), выполнившего классификацию источников гравитационных аномалий, отождествляемых с геологическими структурами, находящими отражение в виде дешифрируемых «кругов», основание Ляпинской структуры залегает на глубине 6 км [8]. Природа этого трансрегионального «круга» объясняется наличием древнего (дорифейского) гнейсового купола, представляющего собой «обломок» древнего кристаллического основания, на котором развивались структуры складчатого Урала. Купол играл роль жесткого остаточного массива, от которого зависело расположение структурно-формационных зон не только байкалид; с Ляпинской круговой структурой связан резкий коленообразный изгиб палеозоид Урала.
Южнее закартирован еще один положительный «круг» – Ятринский (I на рис.1). Рассматривается, как и предыдущий, круговым реликтом дорифейского фундамента. Восточная часть этой структуры, скрытая под мезозойско-кайнозойскими отложениями, считается автором перспективным объектом для нефтегеологического изучения.
Рис.1. Фрагмент карты тектонически активных зон территории ХМАО-Югры. Западная часть округа. Составил А.Л. Клопов, 2009 г.
В Приуральской части территории Югры космодешифрированием выявлены три трансрегиональные круговые деформации: Усть-Ляпинская диаметром 40 км (с номером II на рис.1), Сартыньинская – около 50 км и Усьинская – 40 км (IV на рис.1). Они интерпретируются как зоны тектонического сжатия над древними гнейсовыми куполами и являются, по мнению автора карты, перспективными для нефтепоиска.
Предполагаемый реликт дорифейского основания, космографически отображенный трансрегиональной круговой деформацией сжатия, расположен в Кондинской части западной территории ХМАО-Югры. Этот Убинский объект с диаметром около 50 км рассматривается автором как нефтеперспективный.
Восемь из 11 региональных (второго порядка) «кругов» отдешифрированы как положительные, три – как отрицательные (предполагаемого растяжения).
В пределах Урала закартирован так называемый Яротинский «круг» диаметром около 30 км, который отображает древний гранитогнейсовый купол. На низменной части Приуральской территории округа отдешифрирован Пальинский положительный «круг» диаметром около 20 км (черный на рис.1). На западную территорию попадают региональные круговые деформации сжатия: Амнинская (на северном склоне Сибирских Увалов), Хуготская диаметром около 30 км, Большетапская, Северо-Андреевская; на восточную – Левосабунский положительный круговой объект диаметром более 30 км. Они интерпретируются как следы столбообразных структурно-литологических неоднородностей палеозойского фундамента.
Большинство (34 из 39) зональных «круговых деформаций» (красные на рис.) фиксирует участки положительного знака – предполагаемого тектонического сжатия, 5 – отрицательного (растяжения).
Геологическая природа таких «колец», как уже отмечалось в 1980 году [8], многообразна (от метеоритного до мантийного). Нередко к ним приурочены промышленные скопления УВ-сырья.
Так, М.И. Кострюков, В.И. Гридин (1970) выделили Новомолодежное, Тагринское, Новоаганское и Сикторское поднятия при дешифрировании по кольцевым и эллипсоидным в плане формам и элементам рельефа; на этих структурах сейчас разрабатываются крупные скопления УВ-сырья.
По Р.М. Бембелю (2000-2002), картируемым на дневной поверхности круговым и кольцевым структурам отвечают на глубине столбообразные геологические объекты – субвертикальные зоны деструкции или СЗД. По СЗД наиболее часто выходят геосолитоны – солитоноподобные устойчивые уединенные волны полей Земли, выходящие из глубинных геосфер через литосферу и атмосферу в космическое пространство. Именно в осевой части геосолитонной трубки отмечается и максимальный диапиризм, что приводит к образованию конических форм рельефа при всех видах вулканизма, структуро-и горообразования [Вестник недропользователя ХМАО, 2002, №10].
Р.И. Медведский и Ш.Ш. Мавлютов рассматривали такие столбообразные глубинные структуры и объяснили причину их дистанционного опознавания в виде «колец». «Жесткие ядра столбов разделяются полосами деструкции шириной 200-500 м … Пересечение этих полос с низкопроницаемым коллектором приводит к появлению зон, в которых регистрируются относительно высокие дебиты… Кроме того, полосы деструкции представляют собой каналы для периодического (в моменты повышения напряжений в земной коре) отвода газов углеводородов, которые, благодаря фотоиндикации, обнаруживаются на космоснимках земной поверхности» [4].
Возможно, такую же природу имеет круговой объект (рис.2), закартированный в 40-50 км севернее Нижневартовска. Как нефтеперспективный, он был отдешифрирован еще в 1978 году и назван Вартовским – II. По расчетам И.Д. Песковского, его поверхность находится на глубине 2 км, а основание залегает на глубинах более 10 км [8].
Рис.2. Тектонически активные зоны и нефтяные месторождения Сургутско-Нижневартовского района. Зональные круговые деформации: 1 – сжатия (стрелкой указан «круг» Вартовский II, рекомендованный в 1981 году для нефтегеологического изучения), 2 –растяжения (продолжение условных обозначений см. на рис.1)
Карта линейных и кольцевых космографических элементов Аган-Вахского междуречья (В.В. Боровский, А.Л. Клопов, В.Г. Лихотин), куда входит этот «круг», вместе с пояснительной запиской была принята Ханты-Мансийским геофизическим трестом как рекомендация ЗапСибНИГНИ (1981). В текстовой ее части отмечено, что первоочередного внимания заслуживает кольцевой объект, отдешифрированный нефтеперспективным в 45 км севернее озера Самотлор; он отчетливо распознается на всех снимках, имеющих различные разрешающую способность, уровень генерализации и спектральный диапазон. Через несколько лет прогноз подтвержден открытием здесь северного фланга Самотлорского месторождения.
Известны случаи «геофизического» дешифрирования крупных «колец», «кольцевых зон», отображающих скрытые на глубине скопления УВ-сырья.
Так, очень крупное (325×375 км) нефтегазоносное «кольцо» на севере Западной Сибири было выявлено М.Н. Смирновой [Геология нефти и газа. – 1997. – №9]. Эта кольцеобразная в плане структура, названная автором Уренгойской, выраженная в рельефе, обладает центральной симметрией и состоит из центрального поднятия (Уренгойского) и двух кольцевых валов: внешнего и внутреннего, с которыми связаны такие крупнейшие газовые месторождения, как Медвежье, Ямбургское и др. М.Н. Смирнова считает глубинным образование Уренгойской кольцевой структуры: внедряющийся «раскаленный» астенолит вызывает частичное разрушение верхней мантии и потерю устойчивости окружающих и покрывающих пород; этот процесс имеет «поршневой» характер и способствует, с одной стороны, миграции флюидов, с другой – ведет к потере массы и энергии, благодаря чему местность опускается и образуется мощный осадочный бассейн кольцевой формы с «живой» тектоникой и флюидодинамикой.
Там же (на севере) отмечались (В.Н. Бородкин и др., 2006) инверсионные кольцевые структуры (ИКС). «Наибольшее количество этих структур установлено в Большехетской впадине, а также в Усть-Енисейском районе…» [2]. На базе геофлюидодинамической модели авторы публикации представили геологическую интерпретацию ИКС: «Эти структуры представляют собой локальные кольцевые поднятия по горизонтам неокома…, превращающиеся во впадины по юрским горизонтам (ниже ОГ Б)». Формирование ИКС «связано с зонами деструкции (разуплотнение пород), по которым происходила миграция УВ и формирование в среднеюрских отложениях залежей с АВПД». Миграция сопровождалась интенсивными геохимическими изменениями вмещающих пород, создавая ландшафтные аномалии, фиксируемые на КС изменениями фототона.
В.И. Пятков и А.Г. Кузнецов при обобщении материалов сейсмических съемок Шаимского нефтегазоносного района в 2001 году охарактеризовали положительные «кольца», выделенные среди тектонических элементов поверхности доюрского основания: Даниловское кольцо радиусом около 20 км в районе Даниловских, Тальниковского, Казанского месторождений; другое кольцо радиусом 50 км включает Иусское, Узбекское, Убинское, Филипповское, Лазаревское, Сыморьяхское месторождения; третье кольцо радиусом около 80 км включает месторождения Шаимского мегавала; Красноленинский свод разделяется на Ем-Еговско-Пальяновское кольцо и субмеридиональный вал, который включает еще три сопряженных кольца с близкими размерами (около 40 км в диаметре) [Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. IV науч. практ. конф., 2001].
Таким образом, положительные «круговые деформации» (сжатия) второго и третьего порядков можно рассматривать как перспективные для нефтегеологического изучения. При этом особенного внимания заслуживают «круги сжатия» в слабоизученной восточной части ХМАО-Югры (от меридиана 80°30’). В западной части округа значительный интерес представляет трансрегиональный круг в районе Люлимворской возвышенности ( цифра II, рис.1); этот объект (Усть-Ляпинский) «виден» практически на всех материалах космофотосъемки; им определяется резкий коленообраз ный разворот Северной Сосьвы. Возможно, что он имеет геосолитонную природу.
Тектонически напряженными считаются и «круги растяжения». В числе 8 «круговых деформаций» отрицательного знака (3-региональные, 5-зональные) возможны «диапировые структуры проседания» (по Т.Ф. Колмакову). Возможно, что Зеленоборский региональный «круг», а также Левдымский и Правосабунский, как и отрицательные зональные круговые объекты (рис.2), могли образоваться благодаря так называемому сейсмодиапировому механизму передачи на дневную поверхность информации о локальных положительных структурах чехла и фундамента. Округлые, кольцевые в плане и воронкообразные в разрезе диапировые сейсмоструктуры выделял Т.Ф. Колмаков при изучении материалов сейсморазведки Красноленинского свода: «На разрезах профилей, проходящих через сводовые части структур, отчетливо вырисовываются провалы отражающих горизонтов, приуроченных к основанию верхнемеловых отложений. В более глубоких горизонтах платформенного чехла (интервал Б-А) им соответствуют зоны резкого затухания записи отражений или несогласные формы залегания отображающих горизонтов тюменской и баженовской свит. По периферии структур в таких случаях часто наблюдаются сбросы и надвиги» [3]. Исследователь заключил, что отмеченные структурные формы, особенно характерные сбросы на крыльях структур и суживающиеся к низу области проседания над их куполами, можно рассматривать как результат диапиризма, порожденного силами сжатия, вызванными перемещениями земной коры.
На структурной карте поверхности доюрского основания В.И. Пятков, А.Г. Кузнецов (2001) зафиксировали отрицательную структуру в виде правильного круга (Фаинская котловина), осложняющего строение Нижневартовского свода.
Не исключено, что эти отрицательные «круги» могут быть следами палеовулканов (кальдеров), выделяемыми «как в юрских породах по отражающему горизонту Б в волновом сейсмическом поле, так и в современных ландшафтах на космических снимках Урненского, Усть-Тегусского, Пихтового и др. нефтяных месторождений» [5].
«Полосовые деформации» (вытянутые узкие зоны) рассматриваются космографическим отображением зон грабенов, горстов, а также сбросов и надвигов. По А.И. Тимурзиеву, изучавшему по данным сейсморазведки и анализа линеаментов напряженно-деформированные структуры севера Западной Сибири (2009), грабены и сбросы – прямые индикаторы напряжений и деформаций растяжения, горсты и надвиги-сжатия.
Эти элементы обычно дешифрируются как ограничения блоковых структур. Такие краевые зоны, по данным А.В. Радченко и др. (2009), при расхождении блоков создают узкие полосы понижения дневной поверхности (долины рек, русла ручьев и т.д.). Краевые зоны при сжатии отвечают положительным формам рельефа (валы, бугры и т.д.). «Спрямленные границы краевых зон, обозначенные линеаментами, зачастую отвечают проекциям разломов на поверхности современного рельефа. Такие проекции в границах деформаций соответствуют динамически напряженным зонам (ДНЗ)» [5].
Наиболее протяженные «полосовые деформации» пересекают территорию округа по крупным речным долинам: Казымской, Обской, Вахской, Северо-Сосьвинской, Кондинской, Иртышской, Большеюганской. Это в основном трансрегиональные разрывные структуры отрицательного (в большинстве) знака – растяжения.
Самая северная из них, имеющая широтное направление, закартирована в долине р.Казым с восточным продолжением в ЯНАО (по верховью р. Пякупур). Прерываясь в районе пос. Белоярский и Березово долиной Оби, эта (Казымская) зона протягивается в сторону Урала через низовья р. Вогулка (см. рис.1), верховья р.Кемпаж и р.Нияю (низовья), «упираясь» в отмеченный выше Ляпинский «круг». Интерпретируется зоной растяжения. Имеет неоднородное строение: помимо площадных элементов отрицательного знака, здесь зафиксированы нейтральные и даже положительные (сжатия) участки и зоны. Кроме Березовского, Чуэльского, Кислорского и северных флангов Верхнеказымского, Ватлорского и Северо-Ватлорского месторождений, приуроченных к тектонически нейтральным космографическим зонам и участкам, промышленных скоплений УВ-сырья в ее пределах не обнаружено.
Отмеченная структура является припограничной с известной (В.П. Маркевич, 1968) Сосьвинско-Вэнгапурской надпорядковой широтной зоной. В пределах ХМАО-Югры зафиксированы ее сегменты, отдешифрированные зонами сжатия. Сейчас она больше известна как Увальская, или Сибирско-Увальская зона разломов. По Е.В. Голубеву и Н.А. Шепелевой (2009), эта зона имеет режим сжатия; она моложе Обской и Енисейской (не проникает западнее Оби и восточнее Енисея); Пурский разлом пересекает Сибирско-Увальский под прямым углом, что говорит о формировании их в одно время [Горные ведомости, 2009, №1]. Зона рассматривается как нефтеперспективная на всей ее протяженности, в том числе и на восточной части округа.
Южнее расположена менее протяженная зона отрицательного знака (растяжения), отдешифрированная (см. рис.1) по долине р.Ляпин (от пос. Саранпауль) и р.Сев.Сосьва (до Игрима). Эта (Ляпинская) структура ограничена на западе и востоке меридиональной и субмеридиональной космографическими (полосовыми) структурами. Прогнозируется бесперспективной для нефтепоиска.
Наиболее протяженной и широкой является Вахско-Среднеобская зона, проходящая по долине Оби в широтном направлении от Ханты-Мансийска до Нижневартовска, где она интерпретируется как положительная (сжатия). Космографически продолжается на восток долиной р.Вах и пересекает восточную границу ХМАО-Югры. Этот Вахский широтный сегмент рассматривается трансрегиональной зоной тектонического растяжения, где не прогнозируются промышленные скопления УВ-сырья. Совпадает с одним из известных планетарных линейных элементов – так называемых критических параллелей. По В.С. Старосельцеву (2007) – это Транссибирский [Ts] региональный элемент критической широты 62°. В.Б. Писецкий (2008) установил, что вдоль элемента Ts фиксируется очевидный сдвиговый процесс. Подтверждают существование критической широты Ts материалы меридиональных сейсмопрофилей 107, 109 и речного профиля по р. Вах. Интерпретация Обского широтного сегмента данной зоны (Вахско-Среднеобской) противоположна последним результатам морфотектонических исследований. Е.В. Голубев, Н.А. Шепелева (2009) в центре этой полосы зафиксировали расширение и посчитали его морфологическим признаком раскрытой трещины эллиптической формы, возникающей за счет растяжения.
Не менее значительной (по протяженности) закартирована субширотная и дугообразная (в Кондинском районе) зона отрицательного знака (растяжения), западный сегмент которой известен как Леушинско-Демьянская зона глубинного разлома ( Д.П. Куликов, 1982). Она прослеживается по долине р. Няйс, верховью р. Тапсуй (пос. Тимкапауль), по р. Ейтья (пос. Пионерский), по долине р.Конда (пос. Леуши, Кондинское) через устье р.Катым; ее разрывной характер установлен по геофизическим материалам (В.Н. Воронов, 1988). Восточный сегмент этой трансрегиональной полосы зафиксирован от устья р.Демьянка и далее по трассе Салым-Угут-Покур в сторону Нижневартовска ( рис.2); известные здесь нефтяные месторождения оказались на участках, отдешифрированных нейтральными и положительными (сжатия).
Кроме рассмотренных четырех крупных тектонических зон (первого порядка) космографически выделены немногочисленные разрывные структуры меридионального направления. Наиболее протяженная из них – Приуральская расположена на западе округа, трассируясь долинами рек Хулга, Ляпин, Сев. Сосьва (рис.1), Тапсуй. Отдешифрирована с отрицательным знаком (растяжение). Отображает продольную рифтовую структуру, выделенную В.Н. Вороновым (2003). Совпадает с Серовско-Маукской шовной зоной (по К.С. Иванову, Ю.Н. Федорову и др., 2004), которая отделяет палеозойские вулканогенные комплексы от триасовых эффузивно-осадочных образований Северо-Сосьвинского грабена, образовавшегося, как полагают авторы, в результате субширотного растяжения региона и опускания его северных частей, которые сформировали сначала систему триасовых грабенов Западной Сибири, а затем и весь Западно-Сибирский нефтегазоносный мегабассейн [Горные ведомости, 2006, №8].
На широте пос. Саранпауль две «отрицательные» зоны (Ляпинская, Приуральская) нарушены положительной структурой – крупной (I ранга) кольцевой деформацией предполагаемого тектонического сжатия (номер II на рис.1); она совпала с геологической – реликтом дорифейского фундамента, по В.А. Душину и О.П. Сердюковой (2005). Эта Приуральская часть представляет, по мнению автора, значительный нефтепоисковый интерес.
На востоке округа отдешифрирован, в частности, по долине р.Колекъеган с космографическими признаками растяжения, меридиональный сегмент известного КолтогорскоУренгойского грабен-рифта.
Отмеченная выше Вахско-Среднеобская широтная зона в районе Ханты-Мансийска сдвинута сегментом крупной меридиональной тектонической зоны отрицательного знака – Кушмурунского грабен-рифта [8]. Рифт продолжается в северо-западном направлении по долине Оби до пос. Березово с последующим меридиональным продолжением на север, разрушая непрерывность СосьвинскоВэнгапурской широтной зоны; это грабен, который лучше называть Нижнеобским. По Е.В. Голубеву и Н.А. Шепелевой (2009), данная структура сформировалась в условиях субмеридионального растяжения и сжимающего давления по субширотной оси со стороны Уральской горной цепи.
Всего же полосовых проявлений прогнозируемой динамической напряженности (и «нейтральности») закартировано значительно больше рассмотренных; региональных (рис.1,2) зафиксировано на порядок выше, зональных – почти на два.
Остальную часть (помимо «кругов» и «полос») территории ХМАО-Югры (если не считать открытого Урала) занимают космографические «площадные (блоковые) деформации». Они классифицированы на три порядка: области (трансрегиональные), зоны (региональные) и участки (зональные). По предполагаемой тектонической напряженности выделяются морфоструктуры сжатия, растяжения и нейтральные (фоновые). Первые из них представляют наибольший нефтепоисковый интерес.
На составленной карте тектонически активных зон округа можно различить как минимум 13 областей положительного знака – сжатия. Шесть расположены на Приуральской территории округа. На четырех из них отсутствуют месторождения УВ-сырья, и они рекомендуются автором для первоочередной детализации. Это южный фланг так называемой Сыня-Вогулкинской (на левом берегу Оби в припограничье с ЯНАО) морфоструктуры, Огурья-Сартыньинская, Ятрия-Пелымская меридиональная в Приуралье и Куминская (на правобережье Конды) области. В пределах Люлимворской и Красноленинской космографических областей прогнозируемого тектонического сжатия нефтегазоносность установлена.
Восточнее закартированы Полуйская (на севере), Белогорско-Увалистая, Аганская (на правобережье Оби), Салымско-Большеюганская (см. рис.2) и Кульеганская (на левобережье) области. Только на восточном сегменте первой из них не выявлены нефтегазоносные земли.
На востоке округа зафиксированы две «положительные» области. Первая морфоструктура сжатия, условно (как и предыдущие) названная Верхнетазовской, отдешифрирована в северной припограничной (с ЯНАО) части территории тремя сегментами. Вторая область предполагаемого тектонического сжатия выявлена на юге. Названная Вахской (левобережной) эта морфоструктура по сравнению с первой не только значительна, но и более дифференцирована. Она рекомендуется для первоочередного изучения как нефтеперспективная.
Крупных морфоструктур отрицательного знака – растяжения несколько меньше (10 шт.). Наиболее значительная из них закартирована в западной части округа на территории Кондинской низменности. Гораздо меньшую площадь занимают эти области в центре, на правобережье Оби, в Сургутской низине. На востоке ХМАО-Югры большую территорию занимает так называемая Вахско-Кулынъигольская область возможного тектонического растяжения. Области рассматриваются автором в целом как бесперспективные.
Тектонически неактивными, пассивными интерпретируются 24 нейтральные космографические области.
Границами областей являются трансрегиональные полосовые (краевые зоны) и линейные элементы, рассматриваемые космографическим отображением глубинных разломов.
Отмеченные области (47) осложнены морфоструктурами условно II порядка. Это зоны – региональные площадные элементы. Их значительно больше (68). Ограничены в большинстве предполагаемыми по космодешифрированию разломами больших глубин (см.рис.1). Как и области, они космографически различаются по возможной тектонической активности. 27 из них рассматриваются структурами сжатия (желтые на рис.1, черные бергштрихи ограничений направлены внутрь), 19 – растяжения (синие, бергштрихи за зону); 22 зоны (с зеленой закраской на рис.1) считаются нейтральными, неактивными.
В западной части округа значительное осложнение зонами зафиксировано в пределах Куминской (на юге) и Красноленинской областей предполагаемого сжатия, на правобережье Оби – Белогорско-Увалистая область положительного знака. На востоке ХМАО-Югры наиболее нарушена этими зонами Вахская (левобережная) область сжатия; там отдешифрировано шесть зон положительного знака; значительно «раздроблена» зонами и Вахско-Кулынъигольская «отрицательная» (растяжения) область.
Космографические зоны сжатия автор считает перспективными для нефтегеологического изучения, а растяжения – бесперспективными.
На рассматриваемой карте можно насчитать более шестисот мелких, III порядка (зональных) площадных элементов, заполняющих территорию областей сжатия, растяжения и фоновых. Данные морфоструктуры – участки разделены на те же три группы предполагаемой тектонической напряженности: сжатия (248 участков), растяжения (112); преобладают (291) нейтральные, пассивные участки. Их границами служат линейные космографические элементы, интерпретируемые следами мелких (внутричехольных) разрывных нарушений.
На востоке округа изобилует тектоническими участками все та же Вахская активная область сжатия. Там, например, отдешифрировано более 50 «положительных» зональных площадных элементов-участков тектонического сжатия; свыше десятка таких участков выделено в пределах Сабунской тектонически нейтральной области.
В расположенной западнее Аганской области предполагаемого сжатия наиболее активен по такой раздробленности ее северо-восточный фланг, где не выявлены нефтенасыщенные земли. В Красноленинской положительной области подобная «активность» зафиксирована на юго-восточном фланге. Такая же «трещиноватость» отмечена на южном сегменте Белогорско-Увалистой области и на правобережье р.Конда (Куминская «положительная» область).
Выявленные области, зона и участки удалось дифференцировать по степени возможной тектонической активности. Их четыре: высокоактивная, интенсивная, пассивная, инертная (см. группу 4 условных обозначений рис.1).
Наиболее нефтеперспективными рассматриваются первые две группы напряженности не только космографических деформаций сжатия, но и нейтральных. Бесперспективны для нефтепоиска отдешифрированные площади вероятного тектонического растяжения, особенно с высокоактивной и интенсивной группами напряженности ( синяя и темно-синяя закраски на рис.1,2).
Линейные деформации на территории округа весьма многочисленны (603). Только единицы из 300 трансрегиональных, дешифрируемых глубинными (см. синие линии на рис.1) разломов не выражены зонами тектонических деформаций. Такие зоны (предполагаемого дробления, смятия и др.) сопровождают 267 региональных (черные линии на рис.1) разрывов (дизъюнктивов больших глубин). Ориентированы последние преимущественно в субмеридиональном направлении; по отношению к трансрегиональным линеаментам «читаются» более молодыми по времени проявления.
Выявленная «геофизически» густая сеть дизъюнктивов (черные линии и полоски на рис.1) четырех порядков (рангов), выраженная, по мнению В.Н. Воронова и И.В. Шпурова (2008), в гравимагнитных и волновых полях, является главным отпечатком деформаций – разрядкой тектонических напряжений через деформацию пород.
Анализ особенностей строения и проявления в потенциальных полях Вартовского и Нефтеюганского глубинных разломов – структур первого порядка позволил авторам считать эти линейные структуры динамически напряженными зонами, развивающимися преимущественно в режиме растяжения, о чем, в известной мере, свидетельствуют трассирующие эти зоны залежи магматических образований, с последующими сдвиговыми деформациями [Материалы Международной конференции, 2008, ЗапСибНИИГГ].
Наиболее значительными из них рассматривались северо-западные, которые отнесены к правосторонним латеральным сдвигам.
Другой региональной системой нарушений являются, по В.Н. Воронову, И.В. Шпурову, разломы северо-восточного простирания с протяженностью до 150-280 км: Локосовский, Когалымский, Пытьяхский, Кульеганский и др. (левосторонние сдвиги).
С широтными разрывами связаны такие региональные морфоструктуры, как широтный отрезок долины Оби и Сибирские Увалы, тектоническая природа которых обосновывается во многих работах. По типу проявления это преимущественно сдвиги, сбросо-сдвиги.
В отдельных местах территории фиксируются полосовидные зоны активных тектонических деформаций, которые не имеют «привязки» к глубинным разломам.
Многочисленны «узкие» зоны зональных (мелких) линейных деформаций, имеющие в большинстве северо-восточное и северозападное направления.
Но не только сбросо-сдвиговые дислокации являются тектонически активными зонами. По мнению автора, многие из отдешифрированных линейных элементов отображают проявления горизонтальных дислокаций, в частности, надвигов.
Ю.В. Филиппович в 2001 году отметил, что по результатам детального комплексного анализа потенциальных полей в пределах Уват-Кондинского района прогнозируется значительное влияние на тектоническое строение фундамента горизонтальных движений сдвиго-надвигового характера (Воронов В.Н., Криночкин В.Г., 1998), затронувших, согласно данным МОВ ОГТ , юрско-неокомскую часть осадочного чехла [7].
Далеко не все интерпретаторы сейсморазведочных работ выделяют такие разрывные нарушения, показывая на профилях только сбросы или взбросы, т.е. вертикальные или субвертикальные разломы. В.И. Шпильман объяснял такое обстоятельство тем, что из-за искажения соотношений вертикального и горизонтального масштабов профиля не выделены многие надвиги [Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО, 2001].
На широкое развитие надвигов в пределах Среднего Приобья указывали М.А. Камалетдинов, Ю.В. Казанцев, Т.А. Казанцева (1979), В.А. Дюкалов (1985). В 2001 году Я.Г. Аухатов в статье «Влияние надвиговых движений на характер строения продуктивных пластов Тевлинско-Русскинского месторождения» заключил, что происхождение так называемых аномальных разрезов (АР) баженовской свиты можно рассматривать с позиций надвиговых движений.
Изобилуют рассматриваемыми дизъюнктивами Урал и Приуральская часть округа. Здесь, помимо надпорядковой структуры – зоны Главного Уральского глубинного разлома, выделены:
– субмеридиональный Северо -Сосьвинский триасовый грабен размерами 350 на 25-70 км;
– в Шаимском районе установлена неизвестная ранее на Урале система крупных региональных правых сдвигов западно-северо-западного простирания с амплитудой 6-16 км, вызывающих эшелонирование смещения главных структур региона; мощность зон дробления, связанных с этими сдвигами, обычно составляет 2-3 км (доходит до 5 км). К.С. Иванов, Ю.Н. Федоров и др. (2006) считают, что система правых сдвигов была сформирована в основном в раннем – среднем триасе.
Отмеченные структуры на карте результатов космодешифрирования находят свое отражение линейными и площадными деформациями первого и второго порядков.
Зона надвигов известна и в пределах восточной части территории Югры. Так, А.В. Баев, В.Н. Нестеров и др., после переработки сейсмического материала по региональному сейсмопрофилю IX (левобережье р.Вах) и анализа имеющийся геолого-геофизической информации, пришли к выводу, что доюрское основание восточного сектора ХМАО-Югры состоит из трех крупных структурноформационных зон (блоков), разделенных региональными разломами северо-северо-западного направления, а строение центрального блока, являющегося шовной зоной между палеозоидами Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы, контролируется зоной пологих надвигов [Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. III науч.-практ. конф., 2000]. Эта зона, скорее всего, космографически отображается трансрегиональным (протяженным) линейным разрывом с предполагаемым сквозькоровым заложением. Он долготно ориентирован и сопровождается тектонически активной зоной – дешифрируемых тектонических деформаций (дробления, смятия и др.).
Деструктивные линейные зоны могут быть не только нефтеподводящими и миграционными каналами, но и разрядками сейсмической активности. Глубокое бурение в их пределах обычно сопровождается многочисленными осложнениями.
Наиболее вероятна активизация таких разломных структур в процессе интенсивной разработки месторождений нефти, газа и подземных вод. За трехлетний период наблюдений (2000-2003) на территории ХМАО-Югры зарегистрировано несколько сотен сейсмических событий приповерхностной локализации, причиной которых является техногенная деятельность, связанная с разработкой нефтегазовых месторождений [Пути реализации … VIII конф., 2005, т.1]. Наибольшее число и «сила» толчков техногенных землетрясений, по данным Ю.В. Васильева и др. (2005), сконцентрированы в зонах разломов. С этими зонами, а точнее, подвижками в них, связаны аварии на нефтепромыслах, порывы в трубопроводах, разрушения промышленных и гражданских объектов и т.д. К примеру, горизонтальные движения массивов горных пород за счет современных геодинамических процессов природного и природно-техногенного генезиса привели к слому и смятию более 3,5 тыс. колонн скважин в Среднем Приобье [Пути реализации VII конф., 2004, т.3, ].
Таким образом, далеко не все тектонически активные зоны (круговые, полосовые, площадные сжатия) на исследуемой территории благоприятны для нефтепоиска. Линейные зоны дешифрируемых тектонических деформаций следует, скорее всего, отнести к группе риска. Кинематику последних только одним космодешифрированием установить не удается.
Кроме того, содержащаяся на рассматриваемой карте информация может быть полезной при изучении потенциальных и волновых полей, направленном на повышение надежности регионального нефтепрогнозирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глухманчук Е.Д., Василевский А.Н. Закономерности структур разрушения (трещиноватости) эволюции тектонических деформаций на месторождениях Западной Сибири. // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО / Восьмая научно-практическая конференция. – Ханты-Мансийск. – 2005. – Т.2. – С.67-76.
2. Инверсионные кольцевые структуры как один из критериев локального прогноза нефтегазоносности. В.Н. Бородкин, В.И. Кислухин, И.И. Нестеров (мл.), А.А. Семянов, М.Р. Садыков, Ю.Н. Федоров // Горные ведомости. – Тюмень. – СибНАЦ. – 2006. – №10(29). – С.24- 39.
3. Колмаков Т.Ф. Механизм формирования структур по данным сейсморазведки //Строение земной коры Западной Сибири / Тр. ЗапСибНИГНИ. – Вып.249. – Тюмень. – 1989. – С. 43-48.
4. Медведский Р.И., Мавлютов Ш.Ш. Перспективы морфоструктурного анализа для локального прогноза месторождений нефти и газа // Строение земной коры Западной Сибири / Тр. ЗапСибНИГНИ. – Вып.249. – Тюмень. – 1989. – С. 32-36.
5. Радченко А.В., Мартынов О.С., Матусевич В.М. Динамически напряженные зоны литосферы – активные каналы энерго-массопереноса. Т.1. – Тюмень. – Тюменский дом печати. – 2009. – 240 с.
6. Соколова В.Б. Геологическое картирование структурных этажей земной коры (нетрадиционный метод дешифрирования аэроснимков). – СПб. – Недра. – 2000. – 92 с.
7. Филиппович Ю.В. О приоритетной роли горизонтальных тектонических дислокаций в формировании и развитии мезозойско-кайнозойской Западно-Сибирской геосинеклизы // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО / Четвертая научно-практическая конференция. – Ханты-Мансийск. – 2001. – С.114-129.
8. Элементы геологического строения Западно -Сибирской плиты по данным дешифрирования мелкомасштабных космических снимков в связи с оценкой нефтегазоносности. В.В.Боровский. А.Л.Клопов, Л.Л.Подсосова, И.Д.Песковский // Исследование Земли из космоса. – М. – Наука. – 1980. – №6. – С.80-86.