ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ ЭВАПОРИТОВОЙ ФОРМАЦИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУР СОЛЯНОЙ ТЕКТОНИКИ И ЛОВУШЕК УГЛЕВОДОРОДОВ (ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЛОКИНЕЗА В ПРИКАСПИИ)

В пределах Прикаспийского осадочного бассейна наблюдается определенная закономерность в размещении структур соляной тектоники разного типа. Она характеризуется концентрической зональностью, соответствующей изменению седиментационной мощности эвапоритовой толщи. По мере ее нарастания от периферии к центру бассейна от 0 до 6 км штамповые (эмбриональные) соляные поднятия сменяются соляными подушками, затем – соляными куполами и диапирами и, наконец, соляными массивами и амебообразными соляными хребтами. Кроме того, диапиры на разрезах Прикаспия, построенных по данным бурения и сейсморазведки, имеют довольно специфический облик высокоамплитудных «пальцев» с плоской подошвой, не характерный для типичной картины развития неустойчивости Рэлея – Тейлора. Поскольку галокинез является основным фактором, контролирующим миграцию и накопление углеводородов в Прикаспии, для обоснованного нацеливания поисково-разведочных работ нужно выяснить специфику формирования различных типов соляных структур и связи закономерностей их размещения с ходом процесса галокинеза.

Численным моделированием показано, что в зависимости от толщины неустойчивого слоя и ее соотношения с общей толщиной перекрывающих слоев развитие неустойчивости идет с разной скоростью, формируя различные типы структур. Когда мощность неустойчивого слоя больше или сопоставима с мощностью более плотных перекрывающих пород, формируются соляные массивы. При большей мощности перекрывающего слоя формируются классические грибообразные диапиры. При малой толщине низкоплотного слоя он, всплывая, вначале изгибается целиком, так что морфология его кровли и подошвы оказывается подобной и возникает обманчивое впечатление обычных штамповых складок. Там, где толщина низкоплотного слоя несколько больше, развиваются «подушки». Детальное моделирование позволило установить, что специфическая форма диапиров Прикаспия может быть обусловлена тем, что базальные и венчающие горизонты эвапоритовой формации, будучи сложенными преимущественно терригенными, карбонатными и сульфатными породами, имеют нормальную, неинверсионную, плотность и маскируют сложные диапировые структуры насыщенных галитом ядер куполов.

1. Abramov T., Lavrentiev M., Lunev B., 2016. Implementation and Testing of the Fast Numerical Algorithm for Simulation of 3D Gravity Creeping Flow of Incompressible Newtonian Fluid. In: E. Pyshkin, V. Klyuev, A. Vazhenin (Eds), ICAIT-2016. Proceedings of the 2nd International Conference on Applications in Information Technology (October 6–8, 2016). The University of Aizu Press, Aizu-Wakamatsu, Japan, p. 121–124.

2. Абрамов Т.В. Массивно-параллельный расчет неустойчивости Релея-Тейлора с помощью аналитического выражения функции Грина соответствующей краевой задачи // Вычислительные технологии. 2015. Т. 20. № 4. С. 3–16.

3. Абрамов Т.В., Лунёв Б.В. Моделирование соляного диапиризма расчетом трехмерных ползущих течений с использованием технологии параллельных вычислений CUDA® на GPU // CUDA альманах. 2014. 10 с.

4. Абрамов Т.В., Лунев Б.В., Лапковский В.В. Программа для моделирования эволюции осадочного бассейна, осложненной процессами соляного тектогенеза из-за содержания соленосных пород: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU 2018612365 от 16.02.2018 г. РОСПАТЕНТ, 2018.

5. Антипов М.П., Волож Ю.А. Особенности строения и нефтегазоносность надсолевого разреза прикаспийской впадины // Нефть и газ. 2012. № 1 (67). С. 47–71.

6. Бакиров К.X., Курманов С.К., Чимбулатов М.А., Коркеев В.И., Огай Б.А., Чанышев P.X., Хабибуллин Э.Г. Вертикальная миграция углеводородов и прогноз крупных перспектив промышленной нефтегазоносности пермотриасового комплекса отложений Прикаспийской впадины // Алма-Ата – Актюбинск, 1992. 215 с.

7. Ескожа Б.А., Воронов Г.В., Куантаев Н.Е., Трохименко М.С., Шудабаев М.С., Маджанов К.К. Надсолевой комплекс юга Прикаспийской впадины по-прежнему перспективен для обнаружения нефти и газа // Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук. 2007. № 6. С. 33–49.

8. Filippov Yu.F., Lapkovskii V.V., Lunev B.V., 2009. Numerical Modeling of Salt Tectogenesis in the Cambrian Deposits of the Cis-Yenisei Sedimentary Basin (PR3-Pz) (West Siberia). Russian Geology and Geophysics 50 (2), 96–103. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2008.08.001.

9. Jackson M.P.A., Talbot C.J., 1986. External Shapes, Strain Rates and Dynamics of Salt Structures. Geological Society of America Bulletin 97, 305–323. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1986)97<305:ESSRAD>2.0.CO;2.

10. Конищев В.С. Тектоника областей галокинеза Восточно-Европейской и Сибирской платформ. Минск: Наука и техника, 1982. 258 с.

11. Конищев В.С., Волож Ю.А., Нурбаев Б.О. Галокинез во вторичных соленосных толщах // Доклады АН БССР. 1990. Т. 34. № 8. С. 736–739.

12. Конторович В.А., Лунев Б.В., Лапковский В.В. Геолого-геофизическая характеристика Анабаро-Хатангской нефтегазоносной области; численное моделирование процессов формирования соляных куполов (Сибирский сектор Российской Арктики) // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 2. С. 459–470. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-2-0421.

13. Конторович В.А., Лунёв Б.В., Лапковский В.В., Филиппов Ю.Ф. Численные модели формирования структур соляной тектоники, выявленных сейсморазведкой в кембрийских отложениях Предъенисейского осадочного бассейна (юго-восток Западной Сибири) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2014. № 2. С. 105–115.

14. Косыгин Ю.А. Соляная тектоника платформенных областей. М.: Гостоптехиздат, 1950. 248 с.

15. Косыгин Ю.А. Типы соляных структур платформенных и геосинклинальных областей. М.: Изд-во АН СССР. 1960. 91 с.

16. Куандыков Б.М., Матлошинский Н.Г., Сентгиорги К., Ковач А., Трохименко М.С., Ескожа Б., Милота К., Фогараши А., Ли Янчен, Гонц Г., Турков О.С., Назаров М.Ш. Нефтегазоносность палеозойской шельфовой окраины севера Прикаспийской впадины. Алматы: Изд-во Гылым, 2011. 280 с.

17. Лунев Б.В., Абрамов Т.В., Лапковский В.В., Прийменко В.И. Высокоэффективное 3D моделирование соляного тектогенеза в целях прогноза структуры подсолевого комплекса // Технологии сейсморазведки. 2017. № 3. С. 96–103.

18. Лунёв Б.В., Лапковский В.В. Быстрое численное моделирование соляной тектоники: возможность оперативного использования в геологической практике // Физическая мезомеханика. 2009. Т. 12. №1. С. 63–74.

19. Lunev B.V., Lapkovsky V.V., 2014. Mechanism of Development of Inversion Folding in the Subsalt. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 50, 57–63. https://doi.org/10.1134/S1069351314010066.

20. Лунев Б.В., Лапковский В.В., Канаков М.С., Застрожнов А.С. Решение эволюционной обратной задачи для уточнения геологической структуры в областях соляной тектоники // Марчуковские научные чтения – 2017: Труды Международной научной конференции (25 июня – 14 июля 2017 г.). Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2017. С. 557–563.

21. Матусевич А.В. Гравиметрическое моделирование соленосных отложений Прикаспийской впадины. Региональная модель кровли соли // Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук. 2005. № 6. С. 33–56.

22. Матусевич А.В. Районирование соляных куполов Прикаспийской впадины с учетом структуры гравитационного поля // Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук. 2007. № 2. С. 26–44.

23. Писаренко Ю.А., Гончаренко О.П., Писаренко В.Ю. Особенности строения нижнепермской соленосной толщи и характер проявления соляного тектогенеза в северном и северо-западном обрамлении Прикаспийской впадины. Статья 1 // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Науки о Земле. 2021. Т. 21. № 1. С. 58–64. https://doi.org/10.18500/1819-7663-2021-21-1-58-64.

24. Писаренко Ю.А., Гончаренко О.П., Писаренко В.Ю. Особенности строения нижнепермской соленосной толщи и характер проявления соляного тектогенеза в северном и северо-западном обрамлении Прикаспийской впадины. Статья II // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Науки о Земле. 2021. Т. 21. № 2. С. 93–102. https://doi.org/10.18500/1819-7663-2021-21-2-93-102.

25. Писаренко Ю.А., Писаренко В.Ю., Дунаева М.Н. Стратиграфические, литолого-фациальные и структурные соотношения разновозрастных соленосных пород и их роль в проявлении процессов соляного тектогенеза, прогнозе структуры подсолевого ложа в пределах Соль-Илецкого свода // Недра Поволжья и Прикаспия. 2017. Вып. 90. С. 3–10.

26. Писаренко Ю.А., Писаренко В.Ю., Киреенко О.С., Гончаренко О.П. Модель пермского этапа соленакопления юго-восточной части Русской плиты и ее значение для поиска месторождений нефти и газа и различных видов полезных ископаемых // Геология и нефти и газа. 2011. № 1. С. 44–52.

27. Poliakov A.N.B., van Balen R., Podladchikov Yu., Daudre B., Cloetingh S., Talbot C., 1993. Numerical Analysis of How Sedimentation and Redistribution of Surficial Sediments Affects Salt Diapirism. Tectonophysics 226 (1–4), 199–216. https://doi.org/10.1016/0040-1951(93)90118-4.

28. Рамберг Х. Сила тяжести и деформации в земной коре. М.: Недра, 1985. 399 с.

29. Тихвинский И.Н. Стратиграфия и калиеносные горизонты кунгура Прикаспийской синеклизы // Советская геология. 1974. № 5. С. 44–54.

30. Волож Ю.А. Методика изучения региональной структуры Прикаспийской впадины с целью выделения зон нефтегазоносности (на основе объемного метода анализа мощностей): Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. М., 1971. 25 с.

31. Волож Ю.А., Конищев В.С. Тектоническая зональность соляных структур областей галокинеза // Доклады АН БССР. 1989. Т. 33. № 9. С. 832–836.

32. Волож Ю.А., Липатова В.В., Букина Т.Ф., Яночкина З.А. Особенности строения верхнепермских отложений юга и юго-востока Прикаспийской впадины // Недра Поволжья и Прикаспия. 2000. Вып. 22. С. 10–22.

33. Волож Ю.А., Милетенко Н.В., Куантаев Н.Е., Липатова В.В. Перспективы развития нефтегазопоисковых работ в надсолевом комплексе Прикаспийской впадины // Недра Поволжья и Прикаспия. 1997. Вып. 14. С. 7–11.

34. Астраханский карбонатный массив: Строение и нефтегазоносность // Ред. Ю.А. Волож, В.С. Парасына. М.: Научный мир, 2008. 221 с.

35. Volozh Yu.A., Talbot C.J., Ismail-Zadeh A.T., 2003. Salt Structures and Hydrocarbons in the Pricaspian Basin. AAPG Bulletin 87 (2), 313–334. DOI:10.1306/09060200896.

36. Volozh Yu.A., Volchegursky L.F., Groshev V.G., Shishkina T.Yu., 1997b. Types of Salt Structures in the Precaspian Depression. Geotectonics 31 (3), 204–217.

37. Волож Ю.А., Воцалевский Э.С., Живодеров А.Б., Нурбаев Б.О., Пилифосов В.М. Проблемы нефтегазоносности надсолевых отложений Прикаспийской впадины // Известия АН КазССР. Серия геологическая. 1989. № 4. С. 3–15.

38. Яцкевич С.В., Маркина Н.Н., Таскинбаев К.М., Альжанов А.А. Стратиграфический разрез в наложенной мульде купола Каракудук // Геология нефти и газа. 1990. № 7. С. 36–39.

39. Жолтаев Г.Ж. Морфологические типы скопления соли в восточной части Прикаспийской впадины // Нефтегазовая геология и геофизика. 1966. № 2. С. 15–21.

40. Журавлев В.С. Типы соляных куполов Прикаспийской впадины // Проблемы региональной тектоники Евразии / Ред. Н.П. Херасков. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 162–201.

41. Журавлев В.С. Сравнительная тектоника Печорской, Прикаспийской и Североморской экзогональных впадин Европейской платформы // Труды ГИН АН СССР. М.: Недра, 1964. Вып. 232. 397 с.

42. Журавлев В.С. Классификация локальных структур Прикаспийской впадины // Материалы по геологии и полезным ископаемым Западного Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1966. С. 110–116.