Основные черты строения платформенного чехла Западно-Сибирской плиты

Классификация, терминология и номенклатура тектонических структур

ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПЛАТФОРМЕННОГО МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКОГО ЧЕХЛА

Наиболее крупными структурами, которые предлагается выделить в пределах Западно-Сибирской плиты, являются региональные. Впервые региональ­ные тектонические структуры в пределах Западно-Сибирской плиты были вы­делены в 1961 г. М. Я. Рудкевичем и Л. М. Зорькиным. Они разделили территорию плиты на Внешний пояс и Внутреннюю область. Позднее Ф. Г. Гурари, К. И. Микуленко, В. С. Старосельцев, Г. К. Боярских и др. выделили в составе Внутренней области две надпорядковые структуры: Обскую ступень, занимающую всю южную и центральную части внутренней области, и Ямало-Тазовскую региональную депрессию.

В предлагаемой в настоящей работе классификации выделяются два типа региональных структур: тектонические пояса и тектонические области. В соот­ветствии с этим в пределах Западно-Сибирской плиты выделяются Внешний тектонический пояс и две тектонические области: Центральная, которая соответствует Обской ступени, и Северная, соответствующая Ямало-Тазовской региональной депрессии. Центральная и Северная области резко отличаются друг от друга по строению, форме и размерам тектонических структур более низкого порядка. Центральная тектоническая область переходит в Северную, четкой границы или положительной структуры того же порядка между ними нет.

В составе тектонической области могут быть выделены тектонические даны, объединяющие структуры I и II порядков по каким-либо признакам, которые необходимо подчеркнуть в зависимости от целей исследований. В тектоническую зону могут быть объединены структуры, характеризующиеся особенностями дизъюнктивной тектоники, формой и строением, наличием размы­вов и т. д.

В пределах региональных тектонических структур выделяются структуры I, 1+11 и II порядков. Ниже дается их краткая характеристика.

Моноклизасоставляет часть тектонической области или тектонического пояса. В ее пределах породы наклонены в одну сторону и осложнены структурами более низкого порядка. В пределах Западно-Сибирской плиты размеры моноклиз колеблются от 75 X 300 до 175 X 1350 км.

Выступ представляет собой периклинальную часть крупного участка обрамления, полого погружающегося под платформенный чехол. Выступ является частью тектонического пояса. В пределах Западно-Сибирской плиты размер выступов изменяется от 85 X 100 до 400 X 600 км.

В группе структур I порядка выделяются своды, мегавалы и соответствующие им отрицательные структуры — мегавпадины и мегапрогибы. Структуры I порядка различаются между собой по форме. Своды и мегавпадины имеют изометричную или слабовытянутую форму. Отношение размера длинной оси таких структур к короткой не превышает 2,5.

Свод — это крупное, как правило, изометричное или слабовытянутое поднятие площадью не менее 5 тыс. км², осложненное системой структур I—II, II и III порядков. Не менее половины этого поднятия оконтуривается единой кольцевой изолинией по нижним горизонтам чехла. Вверх по разрезу пло­щадь замкнутой части свода, как правило, сначала увеличивается, а затем может уменьшаться. Свод является частью зональной или региональной струк­туры. К центральной части свода мощность отложений уменьшается, не исклю­чается выклинивание отдельных стратиграфических подразделений. На За­падно-Сибирской плите размеры сводов колеблются от 50 X 100 до 110 X X 270 км, а отношение размера длинной оси к короткой — от 1,2 до 2,5.

Мегавпадина является частью региональной или зональной струк­туры, имеет округлую или слабовытянутую форму при отношении длинной и короткой осей не более 2,5. К центру мегавпадины мощность осадочного чехла обычно увеличивается, но могут иметь место местные размывы. Мегавпадина может быть осложнена структурами II и I—II порядков. Мегавпадина имеет размер не менее 5 тыс. км². В пределах Западно-Сибирской плиты размеры этих структур колеблются от 100 X 150 до 250 X 450 км, а отношение осей — от 1,0 до 2,5.

Мегавал — это крупная положительная структура I порядка, отлича­ющаяся от свода величиной отношения размеров осей. Площадь его должна быть не менее 4—5 тыс. км²,. Отношение длинной оси к короткой — более 2,5. В пределах Западно-Сибирской плиты размеры мегавалов колеблются от 30 X 150 до 140 X 540 км, а отношение осей — от 2,5 до 9,5.

Мегаседловина является частью зональной или региональной структуры и представляет собой структуру промежуточного типа. Мегаседловины могут соединять между собой как зональные структуры, так и структуры I порядка. Площадь их — не менее 4—5 тыс. км³, отношение осей — от 1 до 2,5 и более. Мегаседловина осложняется структурами I и III порядков.

Купол свода является частью свода и по площади должен занимать около 50% территории его. Купол свода может быть подразделен на несколько категорий ступеней. Свод в этом случае может индексироваться как одно-, двух-, трехступенчатый и т. д. Целе­сообразность выделения такого типа промежуточных структур обусловлена особенностями методики разведочных работ на нефть и газ. В условиях Западно-Сибирской плиты высота залежей часто превышает амплитуду отрицательной структуры, разделяющей смежные поднятия. Если одной-двумя скважинами доказывается наличие нефти или газа за контуром первой ступени, то разведоч­ные работы можно переносить в контур второй ступени и т. д.

Купол мегавала является замкнутой частью мегавала или объеди няет несколько замкнутых участков вдоль оси его. Так же как и в пределах купола свода, здесь могут выделяться ступени.

Днище мегавпадины выделяется по замкнутой изолинии, оконтуривающей наиболее погруженную часть мегавпадины. Как правило, в пределах этого элемента не выделяются структуры II порядка. По площади днище мегавпадины соста­вляет более половины территории ее.

Днище мегапрогиба является частью мегапрогиба и выделяется по замкнутой изолинии, оконтуривающей наиболее прогнутую часть его. По пло­щади днище мегапрогиба может составлять менее половины всей структуры.

Склон свода является частью свода, примыкающей к куполу его. В пределах отдельных участков склона свода можно выделять незамкнутые наклонные ступени, каждая из которых отражает определенный этап погружения.

Склон мегавала является частью мегавала, примыкающей к ку­полу его. В разных участках мегавала склоны его могут находиться на различ­ных гипсометрических уровнях. В пределах склона мегавала выделяться несколько категорий ступеней, отража­ющих ступенчатое погружение.

Склоны мегавпадины и мегапрогиба являются частью соответствующих структур, примыкающих к днищам. Внешняя граница склонов совпадает с контурами окружающих поднятий и седловин. Склоны могут быть осложнены структурами II и III порядков.

К группе структур II порядка относятся куполовидные поднятия, валы, структурные носы и соответствующие им отрицательные структуры — впадины, прогибы и структурные ложбины. Кроме того, к этой группе относятся сед­ловины.

Куполовидное поднятие представляет собой положительную изометричную или слабовытянутую структуру размером более 0,3 тыс. и менее 5 тыс. км². Соотношение размеров осей изменяется от 1 до 2,5. Куполовидное поднятие может представлять собой единое поднятие, осложненное локальными структурами. Такое куполовидное поднятие будет относиться к классу незамкнутых. Следовательно возможны и другие классы куполовидных поднятий: полузамкнутые и частично замкнутые. К полузамкнутым относятся такие куполовидные поднятия, которые оконтуриваются единой изогипсой с трех сторон; к частично замкнутым — такие, у которых единая оконтуривающая изогипса объединяет лишь часть куполовидного поднятия, а остальные его участки образуют склоны. В пределах Западно-Сибирской плиты площадь куполовидных поднятий изменяется от 0,3 тыс. до 3,7 тыс. км², а отношение размеров осей — от 1,1 до 2,5.

Вал — линейная положительная структура размерами от 0,3 тыс. до 4— 5 тыс. км², с отношением размеров осей более 2,5, осложненная локальными поднятиями. По характеру строения выделяются четыре класса валов: замкну­тые, незамкнутые, частично замкнутые и полузамкнутые. В пределах Западно-Сибирской плиты площадь валов колеблется от 0,3 тыс. до 5 тыс. км², а отно­шение размеров осей — от 2,5 до 15,0.

Структурный нос — положительная с трех сторон замкнутая структура округлой или вытянутой формы, не осложненная локальными под­нятиями. В этом основное отличие структурного носа от полузамкнутого вала или куполовидного поднятия. Размер структурного носа — от 0,3 тыс. до 5,0 тыс. км². Аналогичная структура с площадью более 5 тыс. км² будет отно­ситься уже к группе зональных структур — выступу. В пределах Западно-Сибирской плиты площадь структурных носов меняется от 0,5 тыс. до 5,0 тыс.км², а отношение размеров осей — от 1,0 до 5.

Впадина — отрицательная или группа отрицательных структур раз­мером от 0,3 тыс. до 5,0 тыс. км² с отношением размеров осей не более 2,5. Впадина может быть осложнена локальными структурами. По своему строению все впадины могут быть подразделены на 4 класса: замкнутые, частично зам­кнутые, полузамкнутые и незамкнутые.

Прогиб — отрицательная или группа отрицательных структур разме­ром от 0,3 тыс. до 4—5 тыс. км² с отношением размеров осей более 2,5. Прогиб может быть осложнен локальными структурами. По своему строению прогибы могут быть подразделены на 4 класса: замкнутые, частично замкнутые, полу­замкнутые и незамкнутые.

Структурная ложбина — отрицательная структура, оконту­ренная с трех сторон. Отличается от полузамкнутой впадины или прогиба отсутствием локальных поднятий. Площадь структурной ложбины изменяется в пределах 0,3—5,0 тыс. км².

Седловина является структурой II порядка, которая соедининяет положительные и отрицательные структуры I и II порядков. Седловины могут быть осложнены локальными поднятиями.

К группе структур III порядка относятся локальные поднятия и локальные прогибания.

Локальное поднятие представляет собой сравнительно небольшую по размерам положительную замкнутую структуру любой формы. Площадь локального поднятия может быть больше площади куполовидного поднятия или вала. Замкнутая структура площадью более 0,3 тыс. км² ,если она не осложнена другими поднятиями, может быть отнесена к категории локальных. При наличии осложнений это будет или куполовидное поднятие или вал. Локальное поднятие площадью менее 0,3 тыс. км² может быть осложнено поднятиями более мелкого порядка.

Локальное прогибание — отрицательная и замкнутая структура любой формы площадью менее 0,3 тыс. км².

К группе структур IV порядка относятся структурные осложнения, структурные мысы и структурные заливы.

Структурное осложнение представляет собой небольшую по размерам положительную структуру любой формы, осложняющую локальное поднятие.

Структурный мыс — линейно вытянутое краевое осложнен: локального поднятия, замкнутое с трех сторон и раскрывающееся в сторону сводовой или осевой части локальной структуры.

Структурный залив— полузамкнутая отрицательная структура любой формы, вдающаяся в пределы локального поднятия, но не входящая в состав последнего.

При детальных, а иногда и средне-, и мелкомасштабных тектонических построениях необходимо не только показать форму и размеры структур, но и от разить историю их развития, пространственное положение и другие признаки. В этом случае каждый тип тектонических структур может быть подразделен на классы. Перечень таких классов может быть более обширным и зависит от целей и детальности исследований.

По положению относительно контуров обрамления седиментационного бассейна все тектонические структуры могут быть подразделены на примыкающие и непримыкающие.

В тектоническом отношении Западно-Сибирская плита разделяется на три крупных надпорядковых региональных тектонических элемента — Внешний пояс, Центральную и Северную тектонические области (см. приложение «Тектоническая карта мезозойско-кайнозойского платформенного чехла Западно-Сибирской плиты») [323].

Территория Внешнего тектонического пояса имеет площадь около 1,43 млн. км², глубина до фундамента, как правило, не превышает 2000 м. Здесь преобладают незамкнутые и полузамкнутые структуры различных порядков типа выступов, моноклиналей и структурных носов. Впадины развиты меньше, и их суммарная площадь не превышает 20—25% от общей территории Внешнего пояса.

Центральная тектоническая область имеет площадь 0,95 млн. км². В ее пределах преобладают замкнутые структуры I и II порядков типа сводов, мегавалов, валов, куполовидных поднятий, мегавпадин, мегапрогибов, впадин и прогибов. Своды и мегавалы имеют амплитуду по поверхности фундамента до 400—600 м, при этом вверх по разрезу амплитуда их уменьшается примерно в 10 раз по отложениям верхнего мела и палеогена. Площадь положительных структур здесь составляет около 40% от всей территории области.

Северная тектоническая область имеет площадь около 0,92 млн. км². В пределах ее отмечаются наиболее резкие перепады глубин до фундамента и характерны крупные замкнутые структуры I и II порядков типа валов, мегавалов, мегапрогибов и прогибов. Амплитуда их по поверхности фундамента достигает 1000—1500 м. В этой области под юрскими отложениями предполагается развитие пермо-триасовой толщи значительной мощности. Суммарная площадь поднятий на современной стадии изученности здесь составляет около 20% от всей территории области.

Все известные локальные поднятия как в пределах Внешнего пояса, так и в Центральной и Северной областях являются конседиментационными. В большинстве случаев рост их постепенно замедляется вверх по разрезу.

При изучении нефтегазоносности очень важно знать, проявляются ли разрывные нарушения только в фундаменте или проникают (и насколько) в мезозойско-кайнозойский чехол. Поэтому все разрывные нарушения разделены на следующие группы: разрывы, секущие всю толщу пласта (сквозные), разрывы, затухающие в различных горизонтах осадочного чехла. К сквозным отнесены нарушения, которые проявляются в фундаменте, осадочном чехле и на дневной поверхности. Во Внешнем поясе и Центральной области амплитуда предполагаемых нарушений не превышает 100 м. В Северной тектонической области амплитуда разрывных нарушений увеличивается до 300 м и более.

В Центральной тектонической области выделяются Ханты-Мансийская иЮганская мегавпадины с глубинами залегания фундамента до 3,6—4,0 км и амплитудой 0,5—0,7 км. Сургутский свод по поверхности фундамента выде­ляется в виде небольшой замкнутой зоны, оконтуренной изогипсой —3,0 км. Нижневартовский свод оконтурен изогипсой —3,0 км на территории около 20 тыс. км². Хорошо выделяются Александровский и Средневасюганский мегавалы. В Приуральской зоне на фоне пологой моноклинали обособляется Ляпинский мегапрогиб с глубиной залегания фундамента до 2,0 км и ампли­тудой 0,6 км.

По кровле заводоуковской серии принципиальных отличий от структуры по поверхности фундамента не отмечается. Северная тектоническая область также обособляется зоной больших глубин, оконтуренных изогипсой —3,5 км. В Усть-Енисейском и Пурском мегапрогибах и Болыпехетской мегавпадине кровля заводоуковской серии залегает на глубинах 4,6—5,3 км, в Сеяхинском мегапрогибе — на глубине 4,2—4,3 км.

В Центральной тектонической области максимальные глубины фиксируются в Ханты-Мансийской, Юганской и Нюрольской мегавпадинах (до 3,0— 3,2 км). Купол Сургутского свода оконтуривается изогипсой —2,9 км на площади около 20 тыс. км², купол Нижневартовского свода — изогипсой —2,7 км, охватывая примерно такую же площадь. Купола Александровского, Средневасюганского и Пудинского мегавалов замыкаются по изолинии —2,5 км.

Территория Внешнего тектонического пояса по кровле заводоуковской серии представляет собой систему моноклиз и выступов, постепенно погружающихся в Приуральской, Казахстанской, Барабинско-Кулундинской и Таймырской зонах и с более крутым падением слоев в Новоземельской, Алтае-Саянской и Приенисейской зонах. На фоне моноклинального погружения выделяются Ляпинский мегапрогиб глубиной до 1,7 км и амплитудой 0,25 км, Тегульдетская мегавпадина глубиной до 1,7—-1,8 км и ряд других более мелких структур.

По кровле саргатской серии зона сравнительно больших глубин от Северной тектонической области распространяется в виде двух полос на юг вдоль Надымской мегавпадины, Пурского мегапрогиба, оконтуриваясь изогипсой —2,0 км. Резко сужается зона больших глубин между полуостровами Ямал и Таймыр, разделяя Северную тектоническую область на две зоны: северную с глубинами 2,4—2,6 км и южную с глубинами 2,5—2,7 км. По-прежнему максимальные глубины в пределах Северной тектонической области фиксируются в Усть-Енисейском (2,3—2,4 км), Пурском (2,4—2,5 км), Сеяхинском (2,5—2,6 км) мегапрогибах и Болынехетской (2,4 км) мегавпадине. От Уренгоя на севере до Новомолодежной структуры на юге отчетливо выделяется зона линейно вытянутых крутых валов.

В Центральной тектонической области Ханты-Мансийская, Юганская и Нюрольская мегавпадины раскрываются в северном направлении. Кровля саргатской серии залегает здесь на глубинах 1,8—1,9 км.

Замкнутый купол Сургутского свода оконтуривается изогипсой 1,8 км, при этом намечается увеличение площади его в северном направлении. Купол Нижневартовского свода остается в прежних границах и оконтуривается изогипсой —1,7км.

Александровский и Васюганский мегавалы объединяются в крупный выступ, раскрывающийся в южном направлении, на фоне которого сохранились лишь отдельные замкнутые структуры типа куполовидных поднятий и валов, совпадающих по площади с куполами этих структур по более глубоким горизонтам.