Неудовлетворительное состояние важной при нефтегазопоисковых работах проблемы выделения разломов в Западной Сибири может быть значительно улучшено в результате включения в комплекс исследования разрывной тектоники структурно-геоморфологического метода. В работе дается геолого-геоморфологическое обоснование этого метода, описываются формы проявления разрывных нарушений в рельефообразующих породах, поверхностях выравнивания, орогидрографическом плане, в криогенной морфоскульптуре, геоботанических и других особенностях ландшафта. Используется построение карт избранных простираний прямолинейных элементов рельефа и ландшафта, которое позволяет статистически выявить системы одинаково ориентированных элементов, связанных с разрывами, и отбраковать «случайные» прямые линии нетектонического происхождения. Комплексное проведение качественного и количественного анализа рельефа позволило определить, что простирание разрывов, выраженных в рельефе на локальных участках, подчинено положению этих участков в системе выделенных надрегиональных (планетарных) разрывных зон, а также составить схему дизъюнктивных нарушений, выраженных в рельефе Западно-Сибирской равнины.

Современное состояние методики выявления разломов в Западной Сибири характеризуется довольно ограниченными возможностями, главным образом анализа гравимагнитометрических данных и фиксирования методом сейсморазведки редких нарушений типа сбросов (при условии их значительной амплитуды). Отсутствие твердых критериев интерпретации гравимагнитных полей - основного источника информации о разрывных нарушениях - наглядно иллюстрируется сравнением многочисленных карт и схем ([Гурари и др., 1967; Проводников, 1963; Шаблинская, 1967] и др.), которые показывают, что однозначно выделяются только самые крупные разломные зоны в основном меридионального простирания, а изображение остальных лежит на совести и интуиции интерпретаторов. Так как материалы региональной геофизики отражают в основном литологический состав и структуру кристаллического основания плиты, то даже уверенное выделение разломов, заложенных в геосинклинальный этап, не означает проявление их в чехле. Больше того, разломы в чехле и фундаменте плиты могут быть по времени образования сугубо платформенными и в связи с этим в гравимагнитных полях не отражаться. Так кратко обстоит дело с задачей обнаружения разрывных нарушений в крупнейшей нефтегазоносной провинции страны, что, конечно, не может удовлетворять геологов-нефтяников.

Ниже постараемся обосновать правомерность и необходимость разработки и включения структурно-геоморфологического метода в комплексное исследование разрывной тектоники Западной Сибири, а также показать некоторые результаты его применения.

Основные предпосылки выделения разрывных нарушений чехла структурно-геоморфологическим методом заключаются в следующем.

1. Развитие элементов дизъюнктивной тектоники вообще идет более унаследованно, чем пликативной, что объясняет проникновение от фундамента до верхних горизонтов чехла многих разломов и разломных зон вне зависимости от перестроек структурных планов [Гольбрайх и др., 1968; Дербиков и др., 1960; Шаблинская, 1967].

2. Целый ряд разломов, заложенных в доплатформенные этапы развития, проникает вверх по разрезу в виде зон повышенной трещиноватости без существенных вертикальных и боковых перемещений [Гольбрайх и др., 1968]. Это, в частности, подтверждают цифры, представленные Н.В. Шаблинской (см. схематическую карту разломов фундамента Западно-Сибирской плиты, составленную Н.В. Шаблинской [1967] при участии автора и Ю.Ф. Андреева), по которой 95% разломов фундамента Западно-Сибирской плиты выражено в осадочном чехле и из них 90% фиксируется в современном рельефе и ландшафте.

3. Разрывная тектоника является одной из двух форм проявления неоген-четвертичных движений. В этом смысле новейший тектонический этап не отличается от предыдущих [Николаев, 1962]. Поэтому в рельефе и ландшафте наряду с отлично выраженными пликативными (новейшими) структурными формами широко развиты прямолинейные элементы, отражающие разномасштабные тектонические разрывы. Вместе с тем существенным отличием тектонических условий современного рельефообразования от таковых в обычные (за платформенный этап развития) периоды общих погружений и интенсивного осадконакопления является явное преобладание поднятий и резкой дифференциации новейших движений. Именно это обстоятельство и определило немалую роль в формировании структуры осадочного чехла и современного рельефа новейших движений по разрывным нарушениям, ранее заложенным, а теперь обновленным и активно развивающимся в новейшее время и, вероятно, новообразованным. И чем значительней амплитуды новейших поднятий, тем ярче проявляется глыбово-разрывная форма тектогенеза. Поэтому положительные новейшие структуры Западной Сибири с максимальными амплитудами обычно характеризуются резкими и прямолинейными границами, связанными с разломами (Белогорский и Тобольский «материки», структуры в районах Салемала, Ангальского мыса, Танловской петли и мн. др.).

4. Разрывы значительной протяженности в Западной Сибири не могут быть образованиями поверхностными, не проникающими на глубину, как это представляется некоторым исследователям [Гурари и др., 1967]. Многие из них являются естественными границами разнопорядковых новейших структур и имеют не менее глубокие «корни», чем последние. И уж если мы стоим на позициях вертикальных перемещений блоков фундамента как главного механизма структурообразования в осадочном чехле, то нам надо признать, что эти разрывы секут всю толщу чехла, развиваясь не сверху вниз, а наоборот, - снизу вверх.

5. Интенсивность трещиноватости, степень раскрытия и выраженности разрывов в рельефе связана с неотектоническими движениями и литологическим составом горных пород. Наиболее четко элементы разрывной тектоники выражены в районах Внешнего пояса равнины [Мещеряков, 1962], сложенных сверху плотными породами юры и мела и характеризующихся большой дифференцированностью новейших движений. В полярных и субполярных районах Западной Сибири морские неоген-четвертичные осадки в связи с их мерзлым состоянием реагируют на деформации, вероятно, как плотные породы [Воронов и Кулаков, 1958]. В обнаженных районах или в районах с маломощным плащом неоген-четвертичных отложений трещины и разрывы непосредственно прослеживаются на аэрофотоснимках и схемах различных масштабов в виде закономерно ориентированной линейной штриховки или разноориентированных отдельных линий и полос. Разрывы со смещением в пределах обрамления Западной Сибири выделяются по линейному контакту различных по тону и рисунку участков, выполненные разрывы (жилы, дайки) — в виде линий или линейных образований [Гольбрайх и др., 1968]. В условиях Внутренней области [Мещеряков, 1962] разрывные нарушения при слабой обнаженности обычными геологическими методами выявлять трудно, хотя трещиноватость, как сейчас установлено, имеет место в различных по литологическому составу и генезису новейших отложениях: морских, аллювиальных и даже ледниковых и лёссовых [Воронов и Кулаков, 1958; Гольбрайх и др., 1968; Кузин и др., 1963; Николаев, 1962].

6. Основное положение теории о приуроченности речных долин - главных объектов анализа при выявлении разломов - к тектоническим разрывам заключается в том, что первичные ложбины стока развиваются по обнаженным на дневной поверхности тектоническим трещинам или системам трещин. По этим ослабленным линиям происходит наиболее интенсивное вымывание материала и образование оврагов и балок, а в дальнейшем - взаимодействие поверхностных и грунтовых вод и формирование речных долин [Воронов, 1968; Воронов и Кулаков, 1958; Гольбрайх и др., 1968; Философов, 1960]. Разрывные нарушения проявляются также в виде прямолинейных ландшафтных границ, полос растительности и разнообразных элементов морфоструктуры (см. таблицу), что связано с их контролем над интенсивностью водообмена, термическими характеристиками и степенью минерализации восходящих грунтовых вод.

Перечисленные соображения могут быть дополнены многочисленными конкретными примерами связи различных элементов орогидрографии и ландшафта с тектоническими разрывами на территории Западной Сибири. Начиная с первых указаний на наличие такой связи, высказываемых с 1954 г. П.С. Вороновым и др. ([Воронов, 1968; Воронов и Кулаков, 1958] и др.), к настоящему времени выявлено и проверено большое количество морфоструктурных признаков разрывных нарушений [Гольбрайх и др., 1968; Гурари и др., 1967; Дербиков и др., 1960; Зайонц, 1965; Кузин и др., 1963; Полканова, 1962; Философов, 1960] многие из которых впервые классифицированы А.П. Рождественским и Ю.Е. Журенко [1965] по времени неотектонической активности разломов. На наш взгляд, выявление и прогноз дизъюнктивных структур Западно-Сибирской плиты, по данным морфоструктурного анализа, должны базироваться на классификации признаков разрывных нарушений, построенной по принципу выделения объектов изучения в связи с резко отличным характером выраженности в них разрывов (см. таблицу). В таблице сведены все известные нам и проверенные на территории Западной Сибири качественные признаки разрывных нарушений. Не имея возможности проиллюстрировать их, укажем лишь на то, что форма проявления в рельефе и ландшафте разрывов в основном связана с интенсивностью новейших движений и степенью дренажа, мощностью четвертичных осадков и криогенными условиями. Для прибортовых зон равнины и ее обрамления применимы признаки, отмеченные в таблице под номерами: 1-11, 14, 15, 23, 35, 37. Остальные формы проявления характерны для всей равнины, при этом в центральной ее части большое значение приобретают ландшафтные.

Наряду с качественным анализом рельефа, рельефообразующих пород и ландшафтных особенностей, который не исключает субъективных толкований при интерпретации перечисленных выше признаков, на территории Западной Сибири были составлены карты избранных простираний прямолинейных элементов рельефа и ландшафта (линеаментов). Это исследование, проведенное на среднемасштабной топографической основе по известной методике [Гольбрайх и др., 1968; Зайонц, 1965], показало, что линеаменты сосредоточены в пространстве и по группам простираний далеко не равномерно, а в основной своей массе составляют довольно широкие, протяженные на сотни и тысячи километров ортогонально и диагонально ориентированные зоны (рис. 1).

Общая согласованность в ориентировке этих зон, их очевидная независимость от структурно-тектонической гетерогенности как в фундаменте, так и в чехле плиты позволяют говорить об их надрегиональной предопределенности. И если сложить все прямолинейные элементы орогидрографии и ландшафта, подчиненные системе этих зон по простираниям, то на суммарной розе-диаграмме выделяются определенные диапазоны с максимальным и минимальным количеством мегатрещин, иллюстрируя тем самым общепланетарную закономерность в ориентировке разрывных нарушений [Воронов и др., 1968; Ласточкин и др., 1964]. Материал по Западной Сибири позволил не только подтвердить этот закон пространственного распределения дизъюнктивных структур земной коры, неоднократно обсуждаемый за последние годы в Комиссии планетологии Географического общества (П.С. Воронов, С.С. Незаметдинова и др.), но и объяснить некоторые противоречия между местными особенностями и общепланетарными закономерностями в простираниях разрывов.

Дело в том, что каждый незначительный по площади участок характеризуется индивидуальным, свойственным только ему, распределением разрывов по диапазонам простираний, тогда как отмеченные выше общепланетарные закономерности проявляются на суммарных розах-диаграммах для крупных регионов. Совместный анализ схемы зон линеаментов, (рис. 1) и частных роз-диаграмм (на небольшие участки) показал, что простирания разрывов на локальном участке подчинены положению этого участка в общей системе надрегиональных (планетарных) разрывных зон и его пликативной структуре.

Детальный анализ карт избранных простираний позволил также выявить зоны значительно меньших (по ширине и протяженности) размеров, чем изображенные на рис. 1, и отбраковать «случайные» прямые линии, не связанные с тектонической трещиноватостью. Выделенные зоны представляют собой совокупность одинаково ориентированных и близко расположенных друг к другу лннеаментов. Многие из этих зон совпадают с качественными признаками разрывных нарушений (см. таблицу) и отражают конкретные дизъюнктивные структуры чехла, изображенные на рис. 2. На этой схеме показаны размерность выделяемых разрывов и их участие в новейших тектонических движениях. Размерность дизъюнктивных структур определялась по двум критериям: их протяженности и ширине. По отношению к надпорядковым и крупным новейшим структурам, а также их элементам были выделены разрывы, их ограничивающие, а также разломы, приуроченные к осевым линиям волнообразных новейших поднятий и прогибов. Первые связаны с дифференцированными вертикальными новейшими перемещениями сегментов, которые они разделяют. К ним, в частности, относятся разломные зоны, отделяющие Внешний пояс от Внутренней области равнины. Вторые, по всей видимости, находятся в неоген-четвертичное время в условиях растяжения, а третьи - в условиях сжатия. Особыми знаками отмечены разрывные нарушения, заложенные в доплатформенные этапы развития Западной Сибири (т.е. выраженные в геофизических полях) и проявившиеся в современном рельефе. Большинство разломов, которые не обнаруживают явной связи с новейшими структурами, не выражено также в геофизических полях.

Предложенная схема, не претендуя на исчерпывающее изображение элементов разрывной тектоники, показывает возможности структурно-геоморфологического метода ее изучения на территории Западной Сибири. Она построена на основании дополняющих друг друга качественного и количественного анализа рельефа. Качественный анализ в структурно-геоморфологическом методе включает в себя: а) изучение и использование всех признаков (форм проявления) разрывных нарушений; б) учет для различных районов Западной Сибири местных геолого-геоморфологических и физико-географических особенностей; в) проверку в полевых и камеральных условиях (с привлечением геолого-геофизических материалов) известных форм проявления разломов в земной поверхности; г) поиски новых более сложных связей между элементами разрывной тектоники, рельефа и ландшафта. В арсенале приемов количественного анализа рельефа особо выделяется метод избранных простираний [Гольбрайх и др., 1968; Haman, 1961], который позволяет довольно объективно статистически выявить системы (зоны) одинаково ориентированных линеаментов, связанных с разрывными нарушениями, и отбраковать «случайные» прямые линии в рельефе и ландшафте, тектоническая предопределенность которых находится под сомнением.

В отличие от геофизических методов и фрагментарных геологических исследований обнажений и керна скважин анализ рельефа позволяет в относительно короткие сроки и при незначительных затратах прогнозировать на обширных территориях разрывные нарушения в осадочном чехле и фундаменте - вероятные пути вертикальной миграции нефти и газа.

Литература

1. Воронов П.С. Очерки о закономерностях морфометрии глобального рельефа Земли. Изд. «Наука», Л., 1968.

2. Воронов П.С., Кулаков Ю.Н. О связи конфигурации гидросети севера Сибири с новейшей тектоникой // Информ. бюлл. НИИГА, т. 80. Л., 1958.

3. Воронов П.С., Ласточкин А.Н., Рейнин И.В., Якушев В.И. Закономерности ориентировки линеаментов и их наиболее вероятный генезис // Труды ААНИИ. 1968. Т. 285.

4. Гольбрайх И.Г., Забалуев В.В., Ласточкин А.Н., Миркин Г.Р., Рейнин И.В. Морфоструктурные методы изучения тектоники закрытых платформенных нефтегазоносных областей. Изд. «Недра», Л., 1968.

5. Гурари Ф.Г., Зимин Ю.Г., Конторович А.Э. и др. Дизъюнктивная тектоника Западно-Сибирской плиты // Труды Сиб. н.-иссл. инст. геологии, геофизики и мин. сырья, в. 65. Новосибирск, 1967.

6. Дербиков И.В., Гришин М.П., Агульник И.М. К вопросу о дизъюнктивной тектонике и методах ее выявления на территории Западно-Сибирской низменности // Труды. Сиб. н.-иссл. инст. геологии, геофизики и мин. сырья, в. 10. Новосибирск, 1960

7. Зайонц В.Н. К оценке некоторых существующих методов неотектонических исследований. В кн.: Вопросы методики изучения новейших тектонических движений Волго-Уральской области. Казань, 1965.

8. Кузин И.Л., Пасуманский И.П., Неругин Н.Н., Чочиа Н.Г. О некоторых методах выявления новейших тектонических движений нефтеносных платформенных областей // Труды ВНИГРИ. 1963. Вып. 22.

9. Ласточкин А.Н., Рейнин И.В., Якушев В.И. Отражение глубинных разломов в основных элементах орогидрографии // Тез. докл. совещ. по примен. геоморф. методов при нефтегазопописк. работах. М., 1964.

10. Мещеряков Ю.А. Морфоструктура Западно-Сибирской равнины // Известия АН СССР, сер. геогр., 1962. № 3.

11. Николаев Н.И. Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территории СССР. М., 1962.

12. Полканова В.Б. О возможности проявления в современном рельефе центральной части Западно-Сибирской низменности молодых разрывных нарушений // Труды Сиб. н.-иссл. инст. геологии, геофизики и мин. сырья, в. 26, 1962.

13. Проводников Л.Я. Карты тектонического районирования, вещественного состава и современного рельефа доюрского фундамента. Новосибирск, 1963.

14. Рождественский А.П., Журенко Ю.Е. К изучению неотектонических движений в зонах разрывных нарушений. В кн.: Вопросы методики изучения новейших тектон. движений Волго-Уральской области. Казань, 1965.

15. Философов В.П. Краткое руководство по морфометрическому методу поисков тектонических структур. Изд. Саратовского унив., 1960.

16. Шаблинская Н.В. Вопросы строения фундамента Западно-Сибирской плиты. В кн.: Условия формирования и закономерности размещения месторождений нефти и газа. Л.. 1967.

17. Haman P.Y. Lineament Analysis on Aerial Photographs // West Canadian Research Publications of Geology and Related Sciences, Series 2, № 1, 1961.

Ссылка на статью:

Ласточкин А.Н. О формах проявления разрывных нарушений в рельефе Западно-Сибирской равнины и структурно-геоморфологическом методе их обнаружения // Известия Всесоюзного географического общества. 1971. № 1. С. 48-56.