Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК

УДК 551.243 (447.8)

Геодинаміка розломів Передкарпаття

спеціальність 04.00.04 - геотектоніка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Бубняк Андрій Миколайович

Київ - 2006

АНОТАЦІЇ

Бубняк А. М. Геодинаміка розломів Передкарпаття. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04. 00. 04 - геотектоніка. Інститут геологічних наук Національної академії наук. Київ, 2006.

Дисертація присвячена питанням розломної тектоніки українського сектора Передкарпаття. Під час досліджень застосовано комплексний підхід з використанням методів басейнового аналізу, структурної геології і тектонічної геоморфології. Отримані результати дали змогу створити модель геодинаміки розломної тектоніки Передкарпатського прогину та його фундаменту, що приурочені до Передкарпаття. З'ясовано, що розломи формувались у різних геодинамічних умовах - від пасивної континентальної окраїни до передового прогину. Показано відмінну активність розломів протягом розвитку досліджуваної території - від юри до четвертинного часу. Визначено сили, що приводили до формування розломів, та описано їхню еволюцію в часі. Головні результати досліджень використано для пояснення особливостей формування та збереження покладів нафти і газу Передкарпатської нафтогазової провінції, виникнення родовищ озокериту, для вибору найсприятливіших ділянок для закладання нових газових сховищ.

Ключові слова: розломна тектоніка, геодинаміка, Передкарпаття, басейновий аналіз, структурна геологія, тектонічна геоморфологія, поклади нафти і газу.

Бубняк А. Н. Геодинамика разломов Предкарпатья. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.04 - геотектоника. Институт геологических наук Национальной академии наук. Киев, 2006.

Диссертация посвящена вопросам разломной тектоники украинского сектора Прикарпатья. В основу работы положены данные собственных полевых исследований, а также данные по скважинам, пробуренным в пределах Предкарпатского прогиба и прилегающих территорий, топографические карты различных масштабов, включая цифровые модели рельефа. Во время исследований был применен комплексный подход с использованием методов бассейнового анализа, структурной геологии и тектонической геоморфологии. Методы бассейнового анализа включали построение кривых тектонического опускания и кривых скоростей осадконакопления, а также анализ одновозрастных толщ для исследования конседиментационных разломов. Методы структурной геологии использовано для определения палеонапряжений, которые привели к образованию разломных структур. Они базировались как на полевых исследованиях, так и на анализе картографического материала. При проведении полевых исследований изучено мезоструктуры - главным образом разрывные нарушения и зеркала скольжений. Использование геоморфологических методов было направлено на определение роли разломной тектоники в формировании рельефа исследуемой территории. При этом определено геоморфические индексы, построено карты плотности линеаментов, карта конденсированных горизонталей, цифровые карты рельефа, продольные карты региональной трещиноватости, речные профили.

Полученные результаты позволили создать модель геодинамики разломной тектоники Предкарпатского прогиба и его фундамента, которые приурочены к Прикарпатью. Установлено, что разломы формировались в разных геодинамических условиях - от пассивной континентальной окраины до передового прогиба. Показана различная активность разломов на протяжении развития исследуемой территории - от юры до четвертичного времени.. Определены силы, которые приводили к формированию разломов и показана их эволюция во времени.

Основные результаты исследований могут быть использованы для объяснения особенностей формирования и сохранения залежей нефти и газа Предкарпатской нефтегазоносной провинции, возникновения месторождений озокерита, для выбора наиболее благоприятных участков для заложения новых газовых хранилищ, при проведении мониторинга существующих нефтегазопроводов.

Ключевые слова: разломная тектоника, геодинамика, Предкарпатье, бассейновый анализ, структурная геология, тектоническая геоморфология, залежи нефти и газа.

Bubniak A. M. Geodynamic of the fault tectonics of the Forcarpathians region. - Manuscript.

Thesis for Candidate's degree of Geological sciences in speciality 04.00.04 - Geotectonics. Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences. Kyiv, 2006.

The dissertation is devoted to questions of the fault tectonics of the Ukrainian sector of the Carpathian foredeep. At carrying out of researches the complex approach with use of methods of the basin analysis, structural geology and tectonic geomorphology has been applied. The received results have allowed to create model of geodynamics of the fault tectonics of the Carpathian foredeep and its basement which are dated to Forecarpathians region. It is established, that faults were formed in different geodynamic conditions - from passive continental margin up to the foredeep. Various activity of faults during development of researched territory - from Jurassic up to Quaternary is shown. Forces which resulted in formation of faults are determined and their evolution in time is shown. The basic results of researches have been used for an explanation of features of formation and preservation of deposits of oil and gas of the Forecarpathians oil and gas province, occurrence of deposits of ozokerite, for a choice of optimum sites for establishment of the new gas storehouses.

Key words: fault tectonics, geodynamics, Forecarpathians region, basin analysis, structural geology, tectonic geomorphology, oil and gas deposits.

Дисертацією є рукопис:

Робота виконана в Інституті геології і геохімії горючих копалин НАН України

Науковий керівник: доктор геолого-мінералогічних наук Ступка Орест Степанович, Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, завідувач відділу проблем геології Карпат

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук Єсипович Станіслав Михайлович, Управління геології нафти та газу НАК “Надра України”, головний спеціаліст.

кандидат геолого-мінералогічних наук Радзівіл Віктор Якович, Інститут геологічних наук НАН України, старший науковий співробітник відділу геотектоніки та загальної геології.

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Захист відбудеться 01.11.2006 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 26.162.02 в Інституті геологічних наук НАН України за адресою: Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України за адресою: Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б.

Автореферат розіслано 25.09. 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої Вченої ради кандидат геологічних наук Т. М. Сокур

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Передкарпаття належить до однієї з найстарших нафтогазоносних провінцій Європи. Нафту й газ тут добувають протягом більше сотні років. Тектоніка є одним із чинників, що визначає особливості геологічної будови й умови нафтогазоносності.

Розломну тектоніку Передкарпаття досліджують уже тривалий час. Та незважаючи на довголітню історію вивчення, низка питань розломної тектоніки ще невирішена чи висвітлена не повністю.

Наявність нез'ясованих питань та розвиток нових методів досліджень, що набули широкого застосування під час вивчення інших територій і які не використовували для вивчення Передкарпаття, зумовили актуальність цієї роботи.

Знання особливостей тектоніки, оскільки вона є одним з чинників геологічної еволюції та впливає на розподіл корисних копалин, важливе й актуальне, воно має не лише теоретичне, а й практичне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках бюджетних тем Інституту геології й геохімії горючих копалин НАНУ з 1988 по 1997 рр. у відділі геології нафти й газу, з 1997 р. і до сьогодні - у відділі проблем геології Карпат. Здобувач брав участь у розробці таких державних бюджетних тем: “Еволюція Українських Карпат з позицій регіональної геодинаміки” (державний реєстраційний номер 0101U002463), “Тектонічний розвиток Карпато-Причорноморського сегмента континентальної окраїни океану Тетис у мезозої” (державний реєстраційний номер 0201U005047) 2000 р., “Геодинаміка південно-західної окраїни Східноєвропейської платформи й умови формування покладів нафти і газу” 1995 р., “Створення геолого-геофізичних і геохімічних моделей формування нафтогазоносних провінцій України (Дніпровсько-Донецької, Передкарпатської і Причорноморсько-Кримської” (державний реєстраційний номер УТГФ 39-89-91/2, № ВНТІУ 01890077252) 1990 р. та договірної теми “Вивчення тектоніки і перспектив нафтогазоносності Українського сегмента Балтійсько-Придністровського перикратону”.

Дослідження також проведено за ґрантом Американської асоціації нафтових геологів “Геодинаміка розломів Передкарпаття”.

Об'єкт досліджень: розломна тектоніка Передкарпатського прогину, його фундаменту та прилеглих частини Скибової зони Українських Карпат і схилу Східноєвропейської платформи.

Предмет досліджень: геодинаміка розломів Передкарпаття на мезозойсько-кайнозойському етапі розвитку.

Мета досліджень: детальне вивчення еволюції розломів Передкарпаття та прилеглих територій.

Завдання досліджень.

- З'ясування особливостей розвитку розломів протягом мезозой-кайнозойського часу.

- Виявлення сил, що привели до формування розломів.

- Визначення зв'язку між розривними структурами і рельєфом.

- Створення моделі розвитку розломів Передкарпаття для мезозой-кайнозойського часу.

Фактичний матеріал та методи досліджень. Під час вивчення розломної тектоніки використано дані буріння свердловин у межах обстежуваного району та геофізичних досліджень свердловин, результати регіональних геофізичних вишукувань, дані власних польових досліджень, проведених на території Передкарпатського прогину, прилеглої частини Скибової зони Українських Карпат та схилу Східноєвропейської платформи, топографічні карти різних масштабів, топографічні карти в цифровому записі, опубліковані геологічні та тектонічні карти, результати попередніх досліджень, викладені в монографіях, статтях і звітах.

Методи досліджень, що використані для виконання поставлених завдань, охоплюють три головні групи: методи басейнового аналізу, методи структурної геології, методи тектонічної геоморфології.

Наукова новизна одержаних результатів.

- З'ясовано, що розривні порушення протягом мезозой-кайнозойського часу мали різну активність у просторовому та часовому вимірах. Найактивнішими були розломи саме Передкарпатського прогину, що формувались у міоценовий час. Розривні порушення фундаменту мали порівняно меншу активність.

- Формування розломів відбувалося під впливом сил, що мали різну геологічну природу. Розломи фундаменту в юрський час утворювалися в умовах розтягу, у крейдовий час - під час закриття океану Тетис, розломи власне прогину - у разі комбінації сил, що зумовлені насуванням та континентальною субдукцією.

- Розривні порушення самостійно або в комбінації з літологічними чинниками визначали особливості будови рельєфу Передкарпаття. Вони зумовили поділ Передкарпаття на три ділянки - північно-західну, центральну і південно-східну. Алохтонна та автохтонна ділянки суттєво відрізняються за геоморфологічними показниками.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати можуть бути використані для пояснення особливостей формування покладів нафти і газу Передкарпатської нафтогазоносної провінції. Одержані дані стосовно неотектонічної поведінки території є важливими у разі закладення нових газових сховищ. Результати досліджень стали основою патенту, що стосується способу моніторингу нафтогазопроводів.

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі використані результати, отримані особисто та зібрані з публікацій і фондових матеріалів. Автор проаналізував та систематизував дані щодо 120 свердловин, пробурених у межах Передкарпаття, для подальшого їх використання під час побудови кривих тектонічного опускання і кривих швидкостей осадонагромадження. Ці дані охоплювали таку інформацію, як потужність стратиграфічних одиниць, їхній абсолютний вік, літологічний склад, пористість, палеоглибини їхнього формування. Отримані дані переведено у цифрову форму для опрацювання з використанням комп'ютерних програм.

Під час геморфологічних досліджень проаналізовано топографічні карти різних масштабів. Автор побудував низку принципово нових карт. Уперше визначено низку геоморфічних індексів, для дослідження розломної тектоніки неотектонічного етапу використано цифрові моделі поверхні рельєфу.

Проведено власні польові спостереження в межах Передкарпатського прогину, Скибової зони Карпат та схилу платформи, що охопили вивчення в полі розломних структур та дзеркал ковзання.

Особистий внесок у наукові праці, що написані у співавторстві, зазначений у списку опублікованих праць на тему дисертації.

Апробація результатів дисертації. Окремі положення дисертаційної роботи доповідали на 29 Міжнародному геологічному конгресі в Кіото (1992), робочих зустрічах групи ПАНКАРДІ (Відень, Краків, Сопрон), засіданнях Геологічної комісії Наукового товариства ім. Шевченка (1992-2003), засіданнях Учених рад Інституту геології і геохімії горючих копалин НАН України, наукових семінарах відділу проблем геології Карпат Інституту геології і геохімії горючих копалин НАН України.

Публікації. На тему дисертаційної роботи опубліковано вісім статей у фахових виданнях та 22 тези доповідей на конференціях, у тому числі на 15 міжнародних. розлом кайнозойський рельєф передкарпаття

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів і висновків загальним обсягом 146 друкованих сторінок, містить 36 текстових рисунків, одну таблицю та три додатки.

Робота узагальнює дослідження автора у відділі геології нафти й газу (1985-1997) та відділі проблем геології Карпат (1997-2006)

Робота виконана під керівництвом акад. Г. Н. Доленка і д-ра геол.-мін. наук О. С. Ступки. Дисертант висловлює щиру вдячність науковим керівникам за постійну увагу до роботи та сприянню процесу досліджень. Дискусії та обговорення проблем, що стосувалися теми дисертаційної роботи, сприяли поліпшенню викладення результатів досліджень.

Дисертант надзвичайно вдячний за допомогу, обговорення та дискусії співробітникам Інституту геології і геохімії горючих копалин та геологічних закладів Львова й України Ю. М. Сеньковському, В. М. Щербі, О. С. Щербі, І. В. Кілину, А. П. Медвєдєву, Б. І. Ярошу, М. В. Бойчуку, Є. І. Чижу, Б. П. Різуну, Л. Т. Бойчевській, П. Н. Царненку, В. І. Гаврилишину, Ю. В. Колтуну, О. М. Бокуну, Г. І. Романів, І. Т. Поппу, Я. О. Кульчицькому, Д. М. Дриганту, Ю. З. Крупському, В. О. Котику, С. С. Круглову, В. А. Ващенку, М. І. Галабуді.

Уважаємо приємним обов'язком подякувати карпатським геологам В. В. Кузовенкові та В. Є. Шляпінському, які перші ознайомили автора з польовою геологію Карпат і Передкарпатського прогину.

Частина роботи виконана в Інституті геологічних наук Ягеллонського університету (м. Краків) під керівництвом проф. В. Зухевича, який ознайомив із сучасними методами досліджень, що мають застосування в структурній геології і тектонічній геоморфології. Завдяки співпраці з професором В. Зухевичем автор мав змогу ознайомитися з найновішими публікаціями з галузі тектоніки, структурної геології і тектонічної геоморфології, з люб'язної згоди проф. В. Зухевича - скористатися сучасним комп'ютерним обладнанням для опрацювання структурних даних. Автор вдячний проф. Н. Ощипку і д-ру Павлу Поправі за допомогу в складанні графіків тектонічного опускання й швидкостей осадонагромадження, докторам М. Бадурі і П. Пшебильському за консультації щодо створення цифрових моделей рельєфу.

Завершення роботи стало можливим завдяки фінансовій підтримці з фонду наукових досліджень Ягеллонського університету ім. королеви Ядвіги та фонду Американської асоціації нафтових геологів.

ГОЛОВНИЙ ЗМІСТ

1. СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕНОСТІ ПРОБЛЕМИ РОЗЛОМНОЇ ТЕКТОНІКИ ПЕРЕДКАРПАТТЯ

Передкарпаття належить до одного з найбільше вивчених геологічно районів Європи і світу. Систематичні дослідження проводили тут уже з початку XIX століття. Відтоді вчені опублікували велику кількість монографій, статей, карт. Значну увагу науковці приділяли розломним структурам, оскільки вони є поширеними і важливими геологічними об'єктами.

Дослідженню розломної тектоніки присвячені праці декількох поколінь австрійських, польських, українських, російських геологів. Проблеми розломної тектоніки висвітлювали Ю. Семирадський, К. Толвінський, Х. Тейсейре, В. Тейсейре, М. Р. Ладиженський, Г. Н. Доленко, С. І. Субботін, В. І. Антипов, І. І. Чабаненко, О. С. Вялов, Ю. І. Ярош, В. М. Щерба, О. С. Щерба, І. В. Кілин, Л. Т. Бойчевська, І. Б. Вишняков, О. О. Орлов, В. Б. Хоменко, Ю. З. Крупський, Х. Б. Заяць, Ю. Р. Карпенчук, А. С. Пилипчука, О. М. Боєчко та інш.

За час вивчення розломної тектоніки Передкарпаття вчені на підставі результатів геологічного картування, регіональних геофізичних досліджень і геофізичних досліджень свердловин виділили розривні структури різних масштабів - від регіональних до локальних, склали карти розломної тектоніки (загальні, регіональні, детальні тощо). Більшість розривних структур отримала назви. Увагу геологів привертала проблема успадкованого розвитку диз'юнктивів і конседиментаційність розвитку розломів. Розвиток розломів розглядали в контексті загального розвитку території, в тому числі з позицій плитової тектоніки. Незважаючи на вивченість проблеми, існують термінологічні неузгодженості. Досі не створено єдиної класифікації розломів; інколи одні і ті ж розломи мають різні назви, або ж, навпаки, однакову назву використовують для різних структур. Така ситуація зумовлена, очевидно, відсутністю чітких вимог до тектонічної термінології.

Дискусійною або не вирішеною є низка питань розломної тектоніки. Перш за все, не створено модель історії розломів Передкарпатського прогину та його фундаменту, не вирішено проблему зв'язку розломної тектоніки ложа (фундаменту) та власне прогину, не розшифровано повністю історії розломів під час формування прогину; не виявлено сил, що привели до утворення розривних порушень, та їхньої еволюції; дискусійними є питання впливу диз'юнктивів на формування рельєфу. Проблема зв'язку розломної тектоніки і рельєфу також важлива з огляду на те, що дає змогу відповісти на питання про верхню межу активізації розломів.

Наявність невирішених або дискусійних питань розломної тектоніки, з одного боку, та розвиток нових методів і підходів у тектоніці, структурній геології та тектонічній геоморфології, що їх широко застосовують для вивчення зарубіжних територій Карпат та інших ділянок земної кори, зумовили потребу подальших досліджень розломної тектоніки Передкарпаття.

2. ГЕОЛОГІЧНЕ ПОЛОЖЕННЯ РАЙОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ

Район досліджень розміщений між південно-західною окраїною Східноєвропейської платформи і Карпатською складчастою спорудою. Тектонічно він приурочений до Передкарпатського прогину та його фундаменту. Прогин і фундамент суттєво відрізняються за геологічним виповненням та історією розвитку.

Фундамент Передкарпатського прогину складений породами протерозою, палеозою і мезозою. Ці породи не відслонені в межах досліджуваної території. Уявлення про геологічну будову основи Передкарпатського прогину ґрунтуються, головно, на геофізичних дослідженнях та даних буріння. Певну інформацію дають так звані екзотичні породи, що трапляються у вигляді конгломератів у флішових і моласових відкладах, оскільки їхнє походження пов'язане з породами фундаменту.

Власне Передкарпатський прогин складений міоценовими породами. Моласові неогенові відклади Внутрішньої зони Передкарпатського прогину в багатьох випадках перекривають фліш зі стратиграфічною незгідністю, інколи простежуються поступові переходи.

Незважаючи на те, що районуванню Передкарпаття присвячена численна література, єдиної схеми тектонічного поділу Передкарпатського прогину немає. Традиційним був поділ на дві або три частини. В. І. Славін (1947, 1959) розділив Передкарпатський прогин на три зони: північно-західну, або платформного крила; центральну, або середню, і південно-західну, або геосинклінального крила (внутрішню). В. В. Глушко та його послідовники сприйняли цю ідею і розвинули в публікаціях.

А. А. Богданов (1948) у межах Передкарпатського прогину виділив Зовнішню і Внутрішню зони. Такий підхід до поділу Передкарпатського прогину набув розвитку переважно в працях співробітників Інституту геології і геохімії горючих копалин НАН України.

Три- і двочленний поділ прогину співіснували протягом майже 50 років, маючи прихильників і супротивників. У 1997 р. запропоновано принципово новий підхід до районування Передкарпатського прогину. В першому збірнику Наукового товариства ім. Шевченка опубліковано статтю Я. Кульчицького, П. Лозиняка та М. Петрашкевича під назвою “Основні проблеми геологічної будови та пошуків корисних копалин Карпатського регіону”. Дослідники запропонували Зовнішню зону зачислити до платформи, частину Внутрішньої зони (Бориславсько-Покутську) - до складчастої споруди Карпат, лише Самбірську зону - до Передкарпатського прогину. Ці ідеї набули розвитку в наступних публікаціях П. Ю. Лозиняка і М. Й. Петрашкевича. Проте такий підхід до тектонічного районування сприйняли геологи неоднозначно. Наприклад, погляди П. Ю. Лозиняка та М. Й. Петрашкевича різко критикував С. С. Круглов (1999).

Ми прийняли двочленний поділ прогину на Зовнішню і Внутрішню зони.

3. МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Цей розділ присвячений опису методики досліджень, що використані для вивчення розломної тектоніки.

Усі методи, застосовані під дослідження розломної тектоніки Передкарпаття, можна розділити на три групи: методи басейнового аналізу, методи структурної геології, методи тектонічної геології.

Вивчення проведено на мезо- і мегарівнях. Мезорівень охопив дослідження порушень у масштабі відслонень, мегарівень - вивчення структур з використанням картографічного матеріалу. Досліджуваний період - від юри до четвертинного часу.

З великої кількості методів басейнового аналізу використано такі методи, як побудова кривих тектонічного опускання і кривих швидкостей осадонагромадження, дослідження конседиментаційних розломів з побудовою графіків конседиментаційності розломів.

Побудова кривих тектонічного опускання та кривих швидкостей осадонагромадження. Для створення таких кривих використано дані стратиграфічного розчленування свердловин. Під час побудови кривих тектонічного опускання враховано такі дані: вік порід, їхня потужність, літологічний склад, палеоглибини формування, пористість. Метод побудови кривих тектонічного опускання, загального опускання, швидкостей осадонагромадження найдетальніше розроблений голландським геологом Ван дер Хінтом (1977). У разі таких досліджень беруть до уваги ущільнення порід різного літологічного складу. Сьогодні зазначені криві будують з використанням комп'ютерної техніки.

Криві тектонічного опускання та швидкостей осадонагромадження побудовано за даними по свердловинах Передкарпаття, що пройшли міоценові, крейдові та юрські відклади. Форма кривих свідчить про геодинамічні умови, за яких відбувався розвиток території. Криві тектонічного опускання та швидкостей осадонагромадження використано для дослідження розломної тектоніки Передкарпатського прогину та його ложа. Їх побудовано вздовж 18 профілів. Положення профілів вибирали так, щоб свердловини потрапляли в блоки розділені розломами. Різні швидкості тектонічного опускання та швидкостей осадонагромадження відображають активність розломів, що розділяли ці блоки на час осадонагромадження.

Аналіз конседиментаційних розломів. Цей підхід використаний для виявлення особливостей розломної тектоніки під час осадонагромадження, її впливу на формування басейну. Дослідження проводились за методикою розробленою Bischke (1994). Суть цього підходу полягає в аналізі одновікових товщ, що розділені розривними порушеннями. Для аналізу брались лише повні розрізи. Для двох свердловин визначалась різниця в потужностях одновікових порід ?d. В результаті будувались графіки для свердловин, що знаходяться в структурі вище. Такі графіки побудовані вздовж тих же профілів, що й криві тектонічного опускання та криві швидкостей осадонагромадження.

Методи структурної геології охопили мезоструктурний аналіз та визначення палеонапружень для регіональних розривних порушень. Мезоструктурний аналіз передбачав польові дослідження і наступну інтерпретацію з використанням відповідного комп'ютерного програмного забезпечення. Під час проведення польових робіт зафіксовано положення тріщин, розривних порушень, дзеркал ковзання в просторі за допомогою компаса. Для дзеркал ковзання визначено положення рис ковзання (борозен) та напрям переміщення по площині. Ці дані використано для визначення палеонапружень, що привели до формування мезоструктур. У разі польових досліджень, якщо була змога, визначали відносний вік структур на підставі їхніх взаємовідношень. Для визначення палеонапружень, унаслідок яких утворювалися регіональні розломи, використовували карти і профілі різних масштабів. Як і у випадку мезоструктур, інформацією для відтворення палеонапружень та їхньої еволюції в часі були співвідношення між розломами (відносний вік), їхні положення в просторі, напрям переміщення по площинах розломів.

Методи тектонічної геоморфології покликані вирішити питання впливу розломної тектоніки на формування рельєфу, а також дати відповідь на питання про верхню часову межу прояву розломів. Методи і підходи тектонічної геоморфології охопили: визначення геоморфічних індексів; побудову карт відносних висот, карти конденсованих (згущених) горизонталей, карт відносної густоти тополінеаментів; поздовжніх профілів річкових долин; роз-діаграм простягання лінеаментів, розломів і насувів.

Геоморфічні індекс визначено за методикою, викладеною в праці Pinter and Keller (1995). Ця методика передбачає визначення таких індексів: побудова гіпсометричної кривої; коефіцієнта асиметрії водозбірного басейну; коефіцієнта нерівності фронту гірської споруди; коефіцієнт врізу річкових долин.

Гіпсометричну криву побудовано так: для території Передкарпатського прогину замірено площу між окремими горизонталями. На осі абсцис графіка відкладено значення площі, на осі ординат - висоти. Гіпсометричні криві побудовано для території Передкарпаття в цілому, а також для трьох ділянок - північно-західної (Бескидської), центральної (Горганської) і південно-східної (Покутської). Перевага методу полягає в тому, що можна порівнювати ділянки різного масштабу, оскільки аналізують відносні площі та відносні висоти.

Коефіцієнт асиметрії водозбірного басейну дає змогу оцінити неотектонічну активність території, що приурочена до цього басейну. Його визначено за формулою AF = 100 (A_r /A_t), де А_r - площа басейну правих приток (якщо дивитись униз за потоком), A_t - загальна площа дренажного басейну. Значення коефіцієнта, близьке до 50, свідчить про приблизно однакову неотектонічну активність, відхилення від цього значення - про різну. Коефіцієнт нерівності фронту гірської споруди визначено за формулою S_mf =L_mf / L_s, де S_mf - кривизна фронту гірської споруди, L_mf - довжина фронту вздовж підніжжя гір на добре вираженому перепаді висот; L_s - прямолінійна довжина гірського фронту. .

Коефіцієнт врізу річкових долин (показник Булла-Макфадена) допомагає оцінити неотектонічну активність території вздовж річкових долин. Його обчислено за формулою:

V_f = 2V_fw / [(E_ld - E_sc) + (E_rd - E_sc)],

де V_f - коефіцієнт співвідношення днища долини до схилів долини, V_fw - ширина днища ріки, E_ld і E_rd - підняття лівого й правого вододілу долини, відповідно, E_sc - підняття днища долини.

Коефіцієнт врізу долин визначено для поперечних річкових профілів, що перетинали долини на відстані 500 м. Отримані значення підписано до відповідних ділянок русла і на їхній підставі виконано інтерполяцію.

Карту відносних висот побудовано для західних областей України таким способом: для ділянки площею 1 км² визначено перепад висот - різницю між найбільшим і найменшим значенням - ?Н; це значення приписано до середини квадрата, потім виконано інтерполяцію. Карта відносних висот відображає ступінь розчленованості рельєфу або неотектонічну активність.

Складання карти конденсованих (згущених) горизонталей передбачало такий порядок. На топографічній карті масштабу 1:200 000 виділяли всі горизонталі. Потім карту з цими горизонталями зменшували до масштабу 1:50 000. Унаслідок такого зменшення відбулось злиття частини горизонталей, що розташовані близько одна до одної. Подібно до попередньої, така карта показує ступінь розчленованості рельєфу, а отже, і неотектонічну активність.

Карти регіональної тріщинуватості побудовано на підставі топографічних карт за методикою, запропонованою Єжовим (1972). На карті масштабу 1:200000 виділено прямолінійні ділянки довжиною не менше 5 мм. Потім визначено коефіцієнт кожного кожного тополінеамента в два головні структурні напрямки регіону - поздовжній і поперечний. Довжину лінеамента перемножено на відповідний коефіцієнт і значення приписано для кожного лінеамента, приуроченого до елементарної площі. На підставі цих даних унаслідок інтерполяції побудовано карти поздовжніх і поперечних тополінеаментів.

Поздовжні профілі річкових долин складено за загальноприйнятою методикою. Крім поздовжніх профілів, додано апроксимувальні криві, щоб показати загальні тенденції у зміні нахилу річкових долин.

З метою порівнянти простягання лінеаментів, розломів, насувів побудовано рози-діаграми простягання цих структур і нанесено їх на карту.

4. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Побудова кривих тектонічного опускання і швидкостей осадонагромадження дала змогу отримати такі дані. Криві тектонічного опускання для міоцену мають типову вигнуту форму, тобто свідчать про зростання опускань з часом. Такий тип тектонічних кривих уважають характерним для флексурного басейну, що розвивався в компресійному режимі. Швидкість тектонічного опускання зростає з часом від 10 м/млн. р. під час відкладення евапоритової товщі до 700 м/млн. і 1800 м/млн. років під час осадонагромадження косівської та дашавської світ, відповідно. Ступінь осадонагромадження в басейні змінюється подібно до тектонічного опускання. Для тираської світи і старших товщ швидкість осадонагромадження становить до 50 м/млн. років. Для косівської світи ступінь седиментації збільшується до 1200 м/млн. років. Найбільша швидкість осадонагромадження становить 3500 м/млн. років для дашавської світи. Ступінь осадонагромадження і тектонічного опускання зростають з північного сходу на південний захід.

На підставі аналізу визначено дві фази тектонічного розвитку. Перш фазу характеризує низький ступінь тектонічного опускання. Низьким також є ступінь осадонагромадження, що свідчить про незначне підняття сусідніх Карпат.

Аналіз конседиментаційних розломів допоміг отримати такі дані. Найбільші значення переміщення по площинах розломів під час осадонагромадження визначення для міоценового часу. Як і у випадку тектонічного опускання та швидкостей осадонагромадження, для них виявлені значення, що різко відрізняються між собою для порід дашавської і косівської світи з одного боку і для старших відкладів, - з іншого. Для порід ложа Передкарпатського прогину переміщення конседиментаційних розломів значно менші, ніж для власне прогину: для крейдового комплексу порід воно становить до 180 м, для юрських - до 250 м.

Мезоструктурні дослідження та визначення палеонапружень дали такі результати. На підставі положення розломів у просторі, напрямів переміщення по їхніх площинах, з'ясування їхнього взаємного віку вдалось визначити палеонапруження або сили, що привели до їхнього утворення. Для регіональних поздовжніх розломів головна вісь палеонапружень займає майже вертикальне (75-85°) положення в напрямі з північного сходу на південний захід. Для поперечних розломів зусилля спрямовані приблизно в напрямі з півдня на північ, а головна вісь палеонапружень займає майже горизонтальне положення.

Вивчення в полі мезоструктур та наступна інтерпретація дали змогу виявити декілька епізодів деформації для прогину та сусідніх територій. Найскладніша картина розподілу напружень у внутрішніх одиницях Карпат. Для Передкарпатського прогину вона досить проста. Положення осей напружень, що приводили до утворення порушень, змінюються вздовж прогину від північного заходу до південного сходу. На північному заході вони займають положення близьке до меридіонального, у центральній частині зорієнтовані на північний схід, у південно-східній - ближче до широтного.

Результати, отримані на підставі досліджень з використанням методів тектонічної геоморфології, такі. Гіпсометричні криві, побудовані для Передкарпатського прогину в цілому та окремих його ділянок, засвідчують різну геотектонічну активність. Різна форма кривих є ознакою різного ступеня розчленованості рельєфу. Найвища активність зафіксована для південно-східної (покутської) частини прогину, найменша - для північно-західної. Доказом різної неотектонічної активності Передкарпаття також є коефіцієнти асиметрії водозбірних басейнів Дністра і Пруту. Коефіцієнти нерівності фронту гірської споруди мають такі значення: S_nf = 1,1 для північно-західної частини, S_nf = 2,5 для центральної і S_nf = 1,3 для південно-східної. Власне форма гірської споруди свідчить про неоднаковість неотектонічних процесів у крайовій частині орогену, що приурочений до Передкарпатського прогину. Аналіз річкових долин демонструє відображення в рельєфі поздовжніх і поперечних структур. Карти відносних висот та згущених (конденсованих) горизонталей Українських Карпат і прилеглої території показують різну інтенсивність неотектонічних процесів уздовж прогину, а також відображення поздовжніх і поперечних структур. Найбільший ступінь розчленованості рельєфу характерний для південно-східної (покутської) ділянки прогину, менший - для центральної, а найменший - для північно-східної. Карти відносної густоти регіональної тріщинуватості вказують на відображення в рельєфі поздовжніх і поперечних структур. Карта з розами-діаграмами простягання розломів, насувів і лінеаментів демонструє їх генетичну спорідненість.

5. ГЕОДИНАМІКА РОЗЛОМІВ ПЕРЕДКАРПАТТЯ

Цей розділ ґрунтується на результатах, отриманих під час дослідження з використанням методів басейнового аналізу, структурних досліджень та методів тектонічної геоморфології. Крім власних результатів, використано опубліковані дані, що стосуються проблем розломної тектоніки.

У мезозої розпочався новий цикл, тісно пов'язаний з утворенням та еволюцією океану Тетис. Пасивна континентальна окраїна, з якої починався розвиток, мала свій набір порід та розподіл їхніх потужностей. Сьогодні важко відтворити картину розломної тектоніки, оскільки розломи зазнали суттєвої переробки наступними тектонічними процесами, зокрема, альпійським тектогенезом. Тому можливим джерелом інформації для реконструкції розломів цього часу є геоісторичний аналіз. Форма кривих тектонічного опускання, побудованих для юрських порід, типова для басейнів, що формувались в умовах розтягу. Тектонічна активність спадала з часом. Розломи, що обмежували блоки, були конседиментаційними, про що свідчить зміна потужностей одновікових порід у різних блоках, розділених розломами. Також розломи контролювали темп осадонагромадження, ознакою чого є неоднакова швидкість осадоутворення в різних блоках.

Розподіл тектонічних опускань та швидкостей осадонагромадження у юрський час, а також характер поширення юрських відкладів у фундаменті Передкарпатського прогину засвідчують існування двох поперечних структур - у північно-західній і південно-східній ділянках. Перша збігається із зоною Стрийського розлому, друга - із Покутським розломом у сучасній структурі.

На межі юри й крейди в Мезотетисі відбулася суттєва перебудова тектонічного режиму - розтяг змінився стиском. Про такий перехід є велика кількість геологічних даних. На досліджуваній території утворився так званий інверсійний басейн, виникнення якого пов'язане зі стиском. Для цього відрізку часу характерні найнижча активність конседиментаційних розломів фундаменту Передкарпатського прогину та найбільша контрастність руху по площинах цих розломів. Як поздовжні, так і поперечні розломи інверсійної стадії успадковані від юрського етапу. Про це свідчить збереження тенденцій у розподілі потужностей, амплітуд переміщень тощо.

Після значної перерви, що тривала від маастрихту до міоцену (приблизно 41,5 млн. років в абсолютному літочисленні), наступив етап форландового басейну, пов'язаний з формуванням Передкарпатського прогину.

Відтворити розломну тектоніку алохтонної частини прогину, що охоплює Внутрішню зону, надзвичайно важко, оскільки вона сформувалась у завершальний - післяранньосарматський етап і не несе слідів ранньої історії, тобто всі структури суттєво змінені. Потужності ранньоміоценових порід не можуть бути джерелом інформації про цей відтинок часу, бо ці відклади переміщені на значні відстані і, звичайно, первинний розподіл потужностей змінений. Лише у масштабах цілого прогину форма насувів та загальна потужність певним чином відображає будову ложа прогину.

Аналіз конседиментаційних розломів, кривих тектонічного опускання і кривих швидкостей осадонагромадження Зовнішньої зони свідчать про неоднакову тектонічну активність розломів як по простяганню, так і в часі. У баранівський і тираський тектонічна обстановка була спокійною. Для цього часу зафіксовано незначні амплітуди конседиментаційних розломів, незначне розчленування басейну осадонагромадження.

Різка активізація розломів почалася в косівський час. Вона привела до значного розчленування басейну і зміни швидкостей осадонагромадження. Подібна картина властива і для дашавському часу.

Занурення басейну відбувалось по-різному вздовж простягання басейну осадонагромадження. Його контролювали великі поперечні структури, успадковані від попередніх етапів. Такими структурами були північно-західна і південно-східна зони поперечних регіональних розломів. Вони визначали конфігурацію насувів алохтонної частини. Успадковані структури не поширювалися вверх у флішовій і моласовій товщах, оскільки ці породи досить пластичні. Немає зв'язку між поперечними розломами фундаменту та розломами алохтонного комплексу, бо час їхнього утворення різний, хоча сформувались вони в приблизно однакових полях напружень. Дані структурного аналізу доводять, що розвиток Передкарпатського прогину відбувався в умовах стиску. Розломи прогину утворювались за комбінації стиску й опускання. Ознакою цього є положення осей напружень, що приводили до утворення розломів. Найлогічнішим поясненням такого розподілу напружень може бути наявність тут відступаючої континентальної зони субдукції, що відступала. Так само можна пояснити низку геологічних фактів, що простежуються на нашій території і в Карпатській дузі в цілому. Перш за все, це міграція складчастості вздовж Карпатської дуги, наявність сегментів у поперечному перетині, що мають різний характер розвитку (різна активність розломів, різна швидкість опускання). Плита, що підсувалась під орогенну споруду мала неоднорідну будову, вона була розчленована поперечними розломами. На території Українського сегмента виділяють дві такі наскрізні структури, успадковані від мезозойського, а можливо, і від палеозойського етапів - північно-західна і південно-східна системи розломів, що приурочені, відповідно, до Стрийського і Покутського розломів.

У ранньому сарматі завершилось осадонагромадження в Передкарпатському прогині. З цього часу настав континентальний режим в історії Передкарпатського прогину.

Хід неотектонічних процесів суттєво відрізнявся в зовнішній зоні та алохтонній частині Передкарпаття. Насування тривало і в алохтонній частині й на неотектонічному етапі. Доказом цього є зміна долин з наближенням до лінії насуву. В зоні насуву долини мають V-подібну форму, тоді як у тильній частині - U-подібну, де переважає бокова ерозія. Процеси насування простежуються й на сьогодні. Про це свідчить зривання бурильних та обсадних труб під час буріння.

Поздовжні розломи автохтонної частини прогину не мають суттєвого впливу на формування рельєфу. Проте поперечні структури - північно-західна і південно-східна - добре відображені у рельєфі Зовнішньої зони.

Інша картина зафіксована для алохтонної частини. Тут виражені як поперечні диз'юнктиви, так і насуви. Такі відмінності можна пояснити різними механізмами, що привели до формування рельєфу автохтонної й алохтонної частин. Автохтонна частина утворилась унаслідок підняття території, для неї характерне пряме успадкування давніх структур. Алохтонна частина виникла в результаті процесів насування, і тут успадковані лише найбільші структури, причому їхня успадкованість є лише в крайових частинах насуву, зі збільшенням потужностей моласового і флішового комплексу вона поступово зникає, оскільки стає неможливим “передавання” інформації через порівняно пластичну флішову і моласову товщі.

Аналіз сучасних рухів дає змогу стверджувати, що сьогодні зберігаються тенденції, характерні для неотектонічного етапу, - найактивніша центральна частина, менш активні північно-західна і південно-східна ділянки.

Отже коротко механізм (геодинаміку) формування розломів Передкарпаття можна викласти так.

У тріас-юрський час (стадія пасивної континентальної окраїни) виникли скиди в умовах розтягу, їхня активність зростала від платформи в бік морського басейну. Крім поздовжніх розломів, поперечні розломи також контролювали конфігурацію басейну та швидкість осадонагромадження.

На межі юри і крейди відбувалася зміна тектонічних умов - розтяг перейшов у стиск. На описуваній території сформувався інверсійний басейн. Для розломів цього часу характерна найбільша контрастність рухів по їхніх площинах. Інверсійний етап тривав протягом крейди.

Етап форландового басейну розпочався в міоцені. Його тривалість в абсолютному літочисленні становить 8 млн. років. Формування розломів цього етапу відбувалось у специфічних умовах. Розподіл напружень, що привели до формування розломів форландового басейну, визначався комбінацією насування та опускання. Активність розломів на стадії форландового басейну є найвищою в геологічній історії Передкарпаття. Розломи прогину успадковані від давніших стадій.

Розломна тектоніка визначала особливості формування рельєфу Передкарпаття. Такий вплив по-різному позначився на Внутрішній і Зовнішній зонах.

ВИСНОВКИ

У дисертації теоретично узагальнено питання актуальних наукових завдань у галузі розломної тектоніки, а також вплив розломної тектоніки на розвиток Передкарпатського прогину.

На підставі теоретичних і польових досліджень, узагальнень та аналізу геолого-фізичних і літературних матеріалів створена модель геодинаміки розломів Передкарпаття.

Незважаючи на значну кількість геолого-геофізичних робіт та спеціальних досліджень, спрямованих на вивчення розломної тектоніки, деякі питання залишались не вирішеними або повністю не висвітленими. До дискусійних належить проблема зв'язку розломної тектоніки Передкарпатського прогину та його фундаменту; визначення сил, що приводили до формування розломів; вплив розломної тектоніки на формування рельєфу. Ці проблеми і становили суть наукової проблеми, що поставлена у дисертаційній роботі.

Для вирішення наукових завдань використано комплексний підхід, що охопив методи басейнового аналізу, структурної геології і тектонічної геоморфології.

Завдяки дослідженням отримано низку принципово нових даних, що суттєво доповнюють попередню інформацію. Це стосується даних про швидкості осадонагромадження та тектонічного опускання, визначення сил, що приводили до формування диз'юнктивів, геоморфічних характеристик рельєфу. Уперше отримано велику кількість цифрових даних стосовно розломів. Ці дані використано для порівняння різних ділянок Передкарпаття, вони дали змогу порівнювати розломи на різних етапах їхнього розвитку - від мезозою до сучасності. Низку методів для досліджуваної території застосовано вперше, передусім побудову кривих тектонічного опускання й швидкостей осадонагромадження, визначення геоморфічних індексів, побудову карт згущених (конденсованих) горизонталей.

Теоретична цінність роботи полягає в тому, що в ній розроблено схему еволюції розломів Передкарпатського прогину та його фундаменту, показано процеси, що привели до формування цих структур, та їхній вплив на особливості будови досліджуваної території.

Практичне значення роботи полягає в такому:

- результати вивчення сучасного стану проблеми розломної тектоніки, а саме: етимологія назв розломів, дані, на підставі яких виділені ці розломи, літературні джерела, в яких вони згадані, можна взяти за основу термінологічного довідника, що буде корисний для геологів-теоретиків та геологів-практиків;

- головні результати досліджень можна використати для пояснення особливостей формування та збереження покладів нафти й газу Передкарпатської нафтогазоносної провінції, виникнення родовищ озокериту, вибору найсприятливіших ділянок для закладання нових газових сховищ.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ НА ТЕМУ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Бубняк І., Бубняк А. Про природу Стрийського юрського прогину // Праці НТШ. Геологія, геофізика, хемія, біохемія, матеріалознавство, механіка. - 1997. - С. 69-72. (Особистий внесок - з'ясування ролі розломної тектоніки у формуванні юрського прогину та розподілу потужностей юрських порід).

2. Бубняк І., Бубняк А., Кілин І., Попп І. Структурно-седиментологічні дослідження добротівських відкладів Передкарпатського прогину (район Надвірної) // Праці НТШ - Т. 5. Геологічний збірник на пошану Северина Пастернака. - 2001. - С. 84-92. (Особистий внесок - виконано заміри мезоструктур порід та інтерпретовано їх).

3. Бубняк А. М. Конседиментаційні і постседиментаційні структури нижньобаденських відкладів південно-західного Поділля (район м. Тростянця) // Геологія і геохімія горючих копалин. - 2002. - № 1. - С. 40-43.

4. Бубняк І. М., Бубняк А. М., Бодлак П. М., Чебан В. Д., Зутемеєр Р. Інтеграція геофізичних та геологічних даних для вирішення деяких проблем геотектоніки (на прикладі заходу України) // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2002. - № 3(4). - С. 49-55. (Особистий внесок - визначення впливу розломної тектоніки на розподіл міоценових відкладів).

5. Wojtowicz A., Hryniv S., Peryt T., Bubniak A., Bubniak I., Bilonizhka P. K/Ar dating of the Miocene pothash salts of the Carpathian foredeep (West Ukraine): application to dating of tectonic events // Geologica Carpatica (Bratislava). - 2003. - Vol. 54. N 4. - P. 243-249. (Особистий внесок - вияснення впливу неотектонічних рухів на формування солей).

6. Вуйтович А., Гринів С. П., Перит Т. М., Бубняк І. М., Бубняк А. М., Білоніжка П. М. Вік міоценових калійних солей Передкарпатського прогину та датування тектонічних подій (за даними K-Ar методу // Доп. НАН України. - 2003. - № 6. - С. 92-97. (Особистий внесок - вплив неотектонічного фактору на формування солей).

7. Бубняк А. М. Нафтогазоносність Передкарпатського прогину в світлі неотектонічного аналізу // Геологія і геохімія горючих копалин. - 2003. - № 1. - С. 13-22.

8. Бубняк А. М. Щодо терміну “лістричний розлом”. - Геологія і геохімія горючих копалин // Геологія і геохімія горючих копалин. - 2003. - № 3-4. - С. 96-101.

9. Матвієнко О.Д., Наумко І. М., Бубняк А. М., Бубняк І. М., Попівняк І.В., Сахно Б. Е., Ціхонь С. І. Флюїдний режим формування жильних утворень у різновікових відкладах української частини Складчастих Карпат // Вісник Львів. ун-ту. Сер. геол. - 2004. - Вип. 18. - С. 239-246. (Особистий внесок - заміряні мезоструктури та проведено їх статистичну обробку та тектонічну інтерпретацію).

10. Банахевич Ю. В., Бубняк А. М., Бубняк І. М., Гвоздевич О. В., Драгілєв А. В., Кичма А. О. Пат. 73429 Україна, F17 D5/00, F16L57//00. Спосіб проведення моніторингу нафтогазопроводу / Опубл. 15.07. 2005. (Особистий внесок - дослідження впливу розломів і неотектонічних рухів на стан нафтогазопроводу).

11. Бубняк А. Н. Развитие представлений о влиянии разломной тектоники на образование месторождений нефти и газа (на примере Предкарпатской нефтегазоносной провинции // Материалы конф. “Молодые ученые Института геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР - навстречу 70-й годовщине Великого Октября” / ИГГГИ АН УССР. - Львов, 1987. - С. 48-60. - Деп. в ВИНИТИ 09.02 .87, № 7424-387.

12. Бубняк И. Н., Бубняк А. Н. Развитие представлений о зонах сочленения древних платформ и геосинклинальных складчатых областей (на примере юго-западного края Восточно-Европейской платформы) // “Комсомольцы ин-та геол. и геохимии горючих ископаемых АН УССР - навстречу 20 съезду ВЛКСМ”. Ин-т геол.и геохимии горюч. ископаемых АН УССР. Львов, 1987. - C. 54-66. Деп. в ВИНИТИ 09.02.87, № 940-В87. (Особистий внесок - аналіз опублікованої та фондової літератури).