Геологическое строение доюрского комплекса Западной Сибири по гравиметрическим и магнитометрическим данным

Глава 2. Методика интерпретации гравитационного и магнитного полей.

Глава посвящена изложению различных аспектов интерпретации полей, нацеленной на выявление основных особенностей глубинного строения региона.

2.1. Выраженность тектонических структур и залежей УВ в потенциальных полях

Анализ наблюденных гравитационного и магнитного полей, а также их трансформант, показал, что для рассматриваемой территории характерны обратные соотношения между аномалиями полей и структурами фундамента, выявленными по сейсмическим данным. Фундамент плиты имеет гетерогенное строение и сложную историю развития, что обеспечивает принципиально разный характер наблюдаемых аномальных полей.

В западной (Восточно-Уральской) части формирование блоков земной коры кислого состава сопровождалось гранитным магматизмом, потому они отображаются в потенциальных полях зонами относительно пониженных значений и выражены в рельефе фундамента приподнятыми участками. Становление блоков основного состава сопровождалось базитовым и ультрабазитовым магматизмом, потому отображаются зонами положительных значений гравитационного и магнитного полей, а в рельефе фундамента - отрицательными формами.

Для восточной (Центрально-Западносибирской) части характерны области с преимущественно отрицательными аномалиями потенциальных полей, что соответствуют инверсионные структуры фундамента. Такое соотношение обусловлено гранитизацией флишевых толщ на завершающей стадии коллизионного процесса, приведшего к формированию на месте трогов инверсионных структур.

Проведенные исследования показывают, что если при анализе детального магнитного поля его локальные особенности могут соответствовать отдельным месторождениям или залежам УВ, то в региональном масштабе пониженное мозаичное магнитное поле может быть соотнесено с нефтегазоносными районами. В гравитационном поле наблюдается похожая, но менее четкая картина, что, скорее всего, связано с более крупным масштабом гравиметрической карты.

Установленные закономерности носят общий характер, но в ряде случаев месторождения УВ и нефтегазоносные районы расположены в пределах гравитационных или магнитных максимумов или градиентных зон. Этот факт может быть связан со свойством аддитивности гравитационного поля, а в случае магнитного поля - с влиянием интрузивных массивов основного состава.

2.2. Качественный анализ гравитационного и магнитного полей

Качественная интерпретация гравитационного и магнитного полей заключалась в площадном структурном анализе, плотностном моделировании и построении модели распределения эффективных петрофизических параметров (плотности и намагниченности).

2.2.1. Площадной анализ полей

Структурный анализ полей производился по набору признаков: размер аномалий в пространстве, амплитуда, преобладающее простирание или набор простираний, морфологическая сложность характера аномальных полей и их частотных составляющих. По этим характеристикам путем расчета трансформант осуществлено разделение полей на составляющие, каждая из которых ассоциируется с определенным структурно-вещественным комплексом фундамента. Соотнесение выделенных элементов полей со структурами фундамента произведено на основании имеющейся геологической информации и данных сейсморазведки. Составлена структурная схема гравитационного и магнитного полей, отображающая по среднечастотной компоненте полей - структуры слабо метаморфизованного, слабо дислоцированного мезозой-палеозойского осадочного комплекса фундамента, а по низкочастотной составляющей - глубокометаморфизованный раннепалеозой-протерозойский гетерогенный складчато-кристаллический фундамент. В масштабе исследования высокочастотная компонента гравитационного поля не несет существенной информации.

По низкочастотной компоненте гравитационного поля в строении фундамента исследуемого региона выделяются 4 основные зоны, отличающиеся по вышеприведенным признакам: Восточно-Уральская, Центрально-Западносибирская, Казахстанская и Ханты-Мансийская.

По среднечастотной компоненте гравитационного поля оконтурены аномалии, характеризующие геометрию областей, находящихся в пределах ранее выделенных зон. Характер представления этих областей в гравитационном и магнитном полях (совпадение по знаку) может свидетельствовать об особенностях вещественного состава структур, создающих эти аномалии.

В связи с этим отдельно рассмотрена задача по выделению зон пермо-триасовой деструкции земной коры. Считается, что наилучшими геологическими условиями для формирования зон развития разуплотненных трещиноватых пород и нефтегазовых скоплений характеризуются субдукционно-обдукционный и рифтогенный геодинамические режимы [Шустер В.А., Левянт В.Б., Элланский М.М, 2003]. Совпадающие в плане положительные среднечастотные аномалии гравитационного и магнитного полей, а также линейно вытянутые зоны мозаичных полей, по всей видимости, обусловлены характером вещественного состава ДЮК, т.е. маркируют области развития эффузивных пород, выполняющих наложенные грабены.

2.2.2. Выделение тектонических нарушений

Глубинная дизъюнктивная тектоника проявляется в виде градиентных зон гравитационного поля, сопровождаемых линейными положительными магнитными аномалиями. Исключение составляют тектонические зоны, представленные гипербазитовыми поясами, которым соответствуют протяженные положительные линейные гравитационные и магнитные аномалии.

Выделенные линеаменты полей согласуются с ранее полученной зональностью по результатам трансформации полей. Северо-восточные направления разломов, преобладающие в Восточно-Уральской зоне, отражают Субуральские напряжения; северо-западные, развитые в Центрально-Западносибирской зоне, - Обь-Зайсанские. Центральная часть исследуемого региона приходится на зону, в которой эти два генеральных направления накладываются друг на друга, обеспечивая сильную раздробленность земной коры и сложную геометрию ее блоков.

2.2.3. Двумерное (плотностное) моделирование

С целью уточнения глубинного строения региона, определения положения основных гравитирующих границ и распределения плотностных неоднородностей земной коры выполнено моделирование вдоль профиля северо-западного простирания, секущего основные структуры рассматриваемой территории. Общая протяженность профиля составила 650 км.

В качестве априорной информации для плотностного моделирования была использована структурная карта по кровле ДЮК, полученная по сейсмическим и скважинным данным. Положение границ основных гравитирующих комплексов определено по методу полного нормированного градиента. Этот метод основан на выделении особых точек потенциальных полей, что особенно важно - без привлечения дополнительной геологической информации (плотность, форма и размер тел, т.д.) [Березкин В.М, 1988]. В целом метод позволяет на качественном уровне оценить и плотностную характеристику разреза.

Процесс моделирования заключался в подборе плотностей при неизменном положении границ основных мегакомплексов фундамента и с учетом частотных составляющих гравитационного поля, дающих представление о глубинности и протяженности выделяемых блоков земной коры.

Основным элементом полученной модели является центральная зона разуплотнения, протягивающаяся до глубин порядка 50 км, то есть на всю мощность земной коры. Величина разуплотнения достигает 0.05 г/см³. Над этой зоной разуплотнения расположена Красноленинская группа месторождений, нефтепродуктивность в которой установлена в широком стратиграфическом диапазоне: как в отложения осадочного чехла, так и в интервалеверхней части ДЮК.

Таким образом, интенсивные отрицательные гравитационные аномалии в Приуральской части ХМАО могут рассматриваться как зоны утонения земной коры, в которых дополнительный приток тепла и флюида стимулирует процессы нефтегазообразования.

2.3. Расчет параметрических моделей доюрского комплекса

Для совместного истолкования данных гравиметрии и магнитометрии, имеющих разную физическую основу, был осуществлен переход от наблюденных полей к эффективным параметрам (плотности и намагниченности).

Расчет производился для модели субгоризонтального слоя. В качестве верхней контактной поверхности была задана кровля отложений ДЮК, полученная по сейсмическим данным. Глубина нижней кромки моделируемого слоя была задана постоянной на глубине 6 км, т.к это средняя глубина герцинского гравитирующего комплекса, в пределах которого возможно развитие осадочных толщ палеозоя.

Полученные модели распределения эффективной плотности и намагниченности использованы в качестве признаков при комплексной интерпретации и районировании территории по степени нефтегазоперспективности.