Delist.ru

Научно-методическое обоснование тектонодинамических и техногенных факторов формирования природных резервуаров УВ (на примере подземных хранилищ газа ЮФО) (15.08.2007)

Автор: Гридин Владимир Алексеевич

д.ф-м.н., профессору И.А.Керимову, д.г-м.н. Б.Г.Вобликову, д.г-м.н. Н.А.Касьяновой, д.г-м.н. И.В.Истратову, д.т.н. В.А.Позднякову, д.т.н. В.И.Нифантову, д.т.н. В.Г.Гераськину, к.г-м.н., доценту З.В.Стерленко, к.г-м.н., доценту Г.Н.Прозоровой, к.г-м.н., доценту Ю.А.Мосякину, к.г-м.н., доценту И.Г.Сазонову, к.г-м.н, доценту В.М.Бражнику,

к.г-м.н., доценту В.В.Чуприну, к.т.н., доценту Ю.А.Пуле, к.т.н., доценту Ю.А.Воропаеву, к.э.н., В.Р.Гаспаряну, к.г-м.н. В.Г.Вершовскому, к.г-м.н. Ю.В.Терновому,

к.г-м.н М.П.Голованову, к.г-м.н. П.В.Бигуну, к.г-м.н. В.В.Дроздову, А.А.Темирову, к.т.н., доценту В.Е.Дубенко, к.г-м.н., доценту Ш.Ш.Заурбекову, к.г-м.н., доценту З.Х.Моллаеву, к.г-м.н., доценту Л.И.Оздоевой, к.г-м.н., доценту В.М.Андрееву,

доценту Г.Д.Буторину, к.т.н., доценту А.И.Масленникову, к.т.н. Л.А.Ильченко,

к.г-м.н. Н.К.Никитину, к.г-м.н., доценту Н.В.Ереминой к.т.н., доценту В.И.Беленко, к.т.н В.В.Киселеву, к.т.н., доценту В.Т.Боярчуку, к.г-м.н., доценту Н.Ш.Яндарбиеву, к.г-м.н., доценту А.А.Ярошенко.

Содержание работы

Глава 1 Особенности формирования природных резервуаров на фоне

геотектонического развития геоструктурных элементов Предкавказья

1.1 Геотектоническая система и тектонокомплексы осадочного чехла

В первом разделе главы сделаны некоторые научные обобщения, позволившие автору подготовить системную базу для проведения исследований, направленных на уточнение пространственно-временной характеристике основных геоструктурных элементов Предкавказья

Дифференцированность осадочного чехла Предкавказья во многом обусловлена историей геологического развития и сложной системой сопряжения разноранговых тектонических комплексов.

Выделяя тектонокомплекс, мы не отождествляем его с какими-то стратиграфическими единицами земной коры, а представляем его как морфоструктурный элемент, существующий объективно в данном пространственно-временном континууме.

Обособляя тектонокомплексы, изучая механизм их формирования и историю развития, многие ученые сходятся во мнении, что их образование связано с периодами тектономагматической активизации. Еще Дж.Холл (Hall, 1859) установил связь между толщиной осадочного чехла и зонами складчатости. Ряд ученых - А.П.Карпинский, А.А. Богданов, Ю.А. Косыгин, А.В. Пейве, А.Б. Ронов, Н.С. Шатский, Г.Штилле, Н.П. Херасков, А.Д. Архангельский, Б.А. Соколов, В.А. Николаев, В.Е. Холн, О.А. Вотах, Ю.А.Стерленко в своих работах неоднократно указывали на цикличность тектонических процессов, закономерную приуроченность тектонической этажности осадочного чехла к фазам складчатости. Вместе с тем, развитие пликативных и дизъюнктивных дислокаций может проходить и без проявления активных региональных тектонических движений. Именно так формируются структуры (складки) гравитационного уплотнения, конседиментационные складки и другие, причем структуры такого типа могут не телескопироваться, т.е. развиваться не во всем разрезе осадочного чехла или тектонического этажа, а в отдельно взятой литологической толще.

Геологическая структура, по мнению ряда ученых (Боголепов 1970, Косыгин, 1974), представляет собой пространственное соотношение между геологическими телами. Вместе с тем соотношение это, по сути, связь между отдельными структурами. В начале прошлого века было высказано более упрощенное понимание этого термина: «любая форма залегания горных пород» (М.М. Тятяев, 1934). Однако здесь, на наш взгляд, в большей степени делается упор на морфологические особенности объекта, нежели чем на его внутреннее содержание.

Вотах О.А (1976) считает, что понятие “структура” включает в себя три составных части: во-первых, это совокупность элементов, объединенная по характеру пространственного расположения; во-вторых, наличие системы, объединяющей эти элементы в некое целое; в-третьих, существование устойчивых связей между элементами в системе.

Анализируя последовательный иерархический ряд элементов геологической системы, вернее его часть, можно сделать вывод о том, что в основе его разделения лежит закон количественных и качественных преобразований.

Каждый из названных элементов обладает собственной структурой и, в свою очередь, является структурным элементом структуры более высокого ранга. В какой-то степени усложняющим, но, на наш взгляд, вполне оправданным, является стремление некоторых авторов выделить как особый объект тектоническую структуру (ТС). Говоря о тектонической структуре, мы в большинстве случаев имеем в виду некоторый геологический объект, генезис или морфологические особенности которого на любом временном отрезке его развития могут быть представлены как результат воздействия определенных тектонических сил. То есть тектоническая структура - это геологическое тело, которое в данный момент характеризуется определенной морфологической и пространственной выраженностью в геологической среде. Подчеркивая временную составляющую, мы тем самым вновь подтверждаем, что любая система непрерывно видоизменяется.

Временные преобразования могут быть, как это уже не раз подчеркивалось, эволюционными и революционными. В ходе эволюционных преобразований, а это десятки, а иногда и сотни миллионов лет, геологическая структура может видоизменяться, но сохранять свою индивидуальность и целостность. А под революционными понимаются изменения, в результате которых рождается новая структура.

Исходя из этого, рассматривая тот или иной геологический объект как геологическую или тектоническую структуру, необходимо понимать, что ее современная морфологическая и вещественная выраженность отражают определенный пространственно-временной континуум. Поэтому вполне справедливо было бы к названию геологического объекта добавлять "динамический". Например: тектонодинамический комплекс, тектонодинамический ярус, этаж и т.д. Развивая эту мысль, мы приходим к выводу, что любые нарушения горизонтального залегания осадочного комплекса есть следствие воздействия внешних и внутренних геодинамических сил, причем внутреннее поле напряжений по многообразию формируемых структур, несомненно, доминирует.

Таким образом, любая литологическая толща, обладающая собственным полем напряжений, должна рассматриваться как тектонодинамический комплекс (ярус, свита, горизонт, пласт и др.).

1.2 Геодинамические закономерности формирования Кавказского сектора

Альпийского складчатого пояса и его северного обрамления

Настоящий раздел в значительной степени представляет собой обзор состоявшихся на сегодня представлений на историю геологического развития Кавказского сектора Альпийского горно-складчатого пояса. Этот обзор подготовлен в основном по опубликованным работам Н.В.Короновского, М.Г.Ломизе, Д.И.Панова, А.А.Дмитриевского, М.Л.Коппа, Г.И.Баранова, В.П.Гаврилова, С.И.Дотдуева, Е.Е.Милановского, И.А.Воскресенского, В.И.Попкова, В.Е.Хаина и других ученых с некоторыми комментариями автора.

Необходимость такого реферативного труда вызвана тем, что для решения поставленных задач необходима концептуальная и методологическая база, позволяющая определиться с наиболее общими закономерностями геотектонического строения и геодинамического развития исследуемой территории.

Проблемы генезиса, истории геодинамического развития, а также новейшей и современной тектонодинамики Скифской платформы на сегодняшний день не имеют однозначного решения.

В последние два десятилетия наибольшее распространение получила геодинамическая модель, основанная на положениях концепции неомобилизма.

Основы модели, согласно которым Большой Кавказ представляет собой систему пакетов и пластин, разделенных региональными надвиговыми системами, местами переходящими в покровы, и надвинутыми в основном с севера на юг, были разработаны в 20-30-х годах В.П.Ренгартеном, К.И.Богдановичем, Л.А.Варданянцем, Н.Б.Вассоевичем, А.П.Герасимовым, Б.М.Келлером, Н.С.Шатским, И.О.Бродом и др.

По данным Г.И. Баранова, в доверхнепалеозойской структуре Большого Кавказа выделяются блоки и микроплиты, сложенные метаморфизованными протерозойскими структурно-вещественными комплексами (Центрально-Кавказская, Предкавказская, Бечасынская, погребенная Восточно-Кавказская микроплиты).

По мнению Н.В. Короновского, начало коллизии, т.е. непосредственного контакта континентальных масс Африкано-Аравийской и Евразийской литосферных плит, следует относить на севере Кавказского сектора Альпийского складчатого пояса ко второй половине позднего мела.

В региональном плане территория коллизионной области и Скифской плиты характеризуется общей кинематикой движений, обусловленной столкновением плит и действием Аравийского индентора, в ней выделяются три главных домена, каждый из которых играл особую роль: Аравийская плита, Альпийский коллизионный пояс (Кавказ и другие тектонические единицы), Скифская плита.

1.3 Характеристика новейших и современных региональных полей

тектонических напряжений

Современная сетка разрывных нарушений начала формироваться с позднего миоцена, т.е. в позднеколлизионной стадии в условиях субмеридионального сжатия. В действующем поле напряжений возникли главные субширотные зоны надвигов, ограничивающие с юга Большой Кавказ и с севера Малый Кавказ, вергентность в которых направлена в сторону Закавказского микроконтинента. Расцветаев Л.М на основании структурно-парагенетического анализа тектонических трещин, разрывов и зон концентрации деформаций выявил поля напряжений различного ранга, действовавшие на Большом Кавказе в течение альпийского тектонического цикла. Наиболее общее для всего Кавказа поле тектонических напряжений - субмеридиональное тангенциальное сжатие.

Описанная тектоническая зональность Большого Кавказа, и с учетом известной зональности тектонических элементов Скифской плиты, показывают, что общее региональное субмеридиональное сжатие реализуется в разнородных структурных элементах по-разному. Каждая структура обладает присущим только ей рисунком осей максимального горизонтального сжатия (растяжения). Отсюда следует, что деформация в коре и, в том числе, в геологическом пространстве осадочного чехла развивается за счет дифференцированных движений отдельных блоков и пластин, подчиняющихся, с одной стороны, общей тенденции, с другой - обладающих некоторой кинематической автономностью, в том числе, наряду с другими факторами, в зависимости от неоднородностей геологического субстрата.

1.4 Тектонодинамические особенности формирования геоструктурных

элементов Предкавказья

Исследованиями И.О.Брода (1958), В.В.Белоусова (1937), В.Е.Хаина (1953), М.С.Бурштара (1960), Н.А.Крылова (1963), Б.А.Соколова (1972), А.И.Летавина (1972), Ю.А.Стерленко (1974) и многих других ученых и специалистов достаточно детально изучена история развития региона, выделены и описаны крупные тектонические элементы.

Территория Предкавказья представляет собой сложную мозаику разноранговых тектонических элементов, сопряженных между собой системой глубинных разломов, имеющих в основном субширотную ориентировку. На наш взгляд, геодинамические силы имеют весьма сложную ориентировку, и само геодинамическое поле напряжений при любом изменении своего квазистационарного состояния в том или ином направлении неизбежно возбуждает как продольные, так и поперечные колебания и приводящие к соответствующим изменениям структуры поля. Революционному процессу перестройки структуры предшествует эволюционный этап перераспределения и накопления напряжений. Причем возрастание напряженного состояния в осадочном чехле идет параллельно с литификацией горных пород и может распространяться во всем осадочном чехле и фундаменте, или их части, в объеме отдельного тектонического блока или тектонического яруса.

Известно, что в передовых прогибах, в их бортовых зонах, сопряженных со складчатыми областями, формируются линейно вытянутые антиклинальные зоны - передовая складчатость (Терская, Сунженская в Терско-Каспийском передовом прогибе, Анастасьево-Троицкая в Западно-Кубанском прогибе), представляющие собой сильно дислоцированные структуры, образование которых обусловлено орогенезом прилегающих складчатых областей. По комплексу проведенных исследований мы назвали эти зоны зонами фронтальных дислокаций.

Как известно, в однородном материале напряжения могут распространяться равномерно. В противном случае, если материал неоднороден, возникают концентры напряжений, число которых тем больше, чем выше неоднородность объекта. Но объем горных пород осадочного чехла в пределах геоблока или тектонокомплекса это как раз образец по сути бесконечной неоднородности как по вертикали, так и по его площади. И дело здесь не только в различной литологии горных пород, а скорее в степени их литификации (компетенции), метаморфизме, мощности и др.

загрузка...