Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії

Безпосередньо в межах Гвінейського крайового плато при двовимірному моделюванні по профілю 16° з.д. було виділено соляний шток. Південніше плато тривимірним моделюванням виявлено соляний діапір під північним схилом підводного каньйону Конкуре. Над цим тілом у верхах розрізу фіксується локальне ізометричне опускання, характерне для соляних структур, що регресують.

Виходячи з будови осадового чохла і фундаменту плато, можна зробити висновок про механізм формування сучасної морфоструктури, що відрізняє цей регіон від інших ділянок континентальної окраїни Західної Африки. Субширотні хребти Гвінейської зони розломів, що утворилися при формуванні Атлантичного океану, правили за бар'єри, які перешкоджали зносу осадів на південний захід вбік улоговини Сьєрра-Леоне, спрямовуючи поширення відкладів у західному напрямку (рис. 3).

Це й привело до формування структури плато у вигляді трикутника, зверненого на південний захід. Підтвердженням цієї тези є характер змін у часі обмежень основних структурних поверхів неконсолідованої кори прибережної частини, а також обрисів сучасного рельєфу дна всього плато.

Перспективність Гвінейського крайового плато з погляду пошуків корисних копалин. Аналіз геолого-геофізичних даних про структурні особливості, тектоніку та магматизм шельфу Гвінеї дає можливість зробити деякі висновки щодо перспективності акваторії на корисні копалини, в першу чергу вуглеводні. Нафтові та газові родовища формуються переважно в зонах зчленування піднять і депресій як фундаменту, так і осадового чохла, що, як правило, приурочені до глибинних розривних порушень. Наявність таких зон у межах Гвінейського крайового плато підтверджено результатами сейсмічних досліджень і проведеного гравітаційного моделювання. На шельфі Гвінеї потенційні колектори по оцінках випробування свердловини GU2В1 містяться на більшій частині розкритого інтервалу - від еоцену до барему.

В результаті аналізу структурних схем одинадцяти відбиваючих горизонтів (розділ 3.1) та інтерпретації підсумків гравітаційного моделювання (розділ 4.2) з врахуванням відомих критеріїв первинної оцінки перспектив нафтогазоносності осадових басейнів автором виділено 9 типів можливих пасток ВВ різного генезису. Це, зокрема, шарнірні зони першого і другого типів, які представлені різкими перегинами фундаменту та осадових шарів відповідно; поховані ерозійні долини; акумулятивна седіментаційна пастка; локальні форми неструктурного типу (соляні куполи); штоки інтрузивних порід; горстово-блокові підняття; структурні пастки антиклінального типу; області флюїдізації.

Крім виділених можливих місць скупчення вуглеводнів, можна визначити зону, перспективну з погляду покладів алюмінієвої сировини - область залягання докрейдової кори вивітрювання, що складена, за даними моделювання, латерит-бокситовою асоціацією порід.

ВИСНОВКИ

За даними сейсмічних зйомок МВХ СГТ Гвінейського крайового плато складена серія структурних схем по основних відбиваючих горизонтах, що відображають гіпсометрію поверхонь осадових шарів, а також тектоніку - порушенність неконсолідованої кори розломами та проявами діапіризму різної природи.

Розроблено методику двовимірного гравітаційного моделювання континентальних окраїн зсувного типу на основі використання опорної колонки океанічної улоговини або континентального щита з глибиною врівноваженості 180 км, яку можна використовувати при моделюванні аналогічних структур.

Побудовано графік залежності густини мезокайнозойських осадів від їхньої потужності для всього плато. Показано, що складний характер кривої обумовлено особливостями осадонакопичення в даній акваторії.

Підібрано тривимірні моделі Гвінейського крайового плато масштабу 1:3000000 і 1:1000000, на підставі яких було визначено параметри глибинної будови та зроблено ряд геолого-тектонічних висновків. Для всього плато побудована карта залягання поверхні поділу консолідованих і неконсолідованих осадів, а також схема покрівлі кристалічного фундаменту, що уточнила положення структурних елементів у глибоководних частинах району досліджень; визначено густину докрейдового осадового комплексу.

Встановлена границя між океанічною і континентальною корою, що проходить по субмеридіональних передматерикових прогинах і субширотних трансформних розломах; основна частина плато підстелюється корою перехідного типу.

Визначено величини густини верхньої мантії району; показано, що в океанічній частині вони на 0,04 г/см3 менші, ніж у континентальній; перехідна зона характеризується значенням цього параметра, близьким до континентального, що підтверджує її субконтинентальне походження.

Показано, що джерелом позитивної гравітаційної аномалії з найбільшими величинами, яку раніше інтерпретували як дугу Верга-Фритаун, є об'єкти, що відносяться до трьох інтрузивних зон, різних по напрямку і складу порід.

Підтверджено наявність у межах плато та шельфу систем порушень ортогонального і діагонального простягання з конкретним виділенням структур, зокрема північно-західної границі виступу Касине, що, як було встановлено, лежить на продовженні в межах акваторії трансафриканського розлому Бісау-Кідіра-Кайє.

Отримано детальні дані про будову Гвінейської зони розломів, яка становить смугу загальною шириною близько 50 км субширотних піднять і прогинів, що чергуються; уточнено дані про еволюцію цієї геоструктури, зокрема, її походження в результаті рифтогенезу Атлантичного океану, а також намічено зв'язок із трансформними розломами Серединно-Атлантичного хребта.

Показано, що Гвінейське крайове плато являє собою континентальну окраїну складної будови: західна його границя характерна для класичного пасивного типу, а південна - для зсувного (трансформного).

Обґрунтовано припущення про формування геоморфологічної структури плато внаслідок обмеження поширення осадів у південному напрямку Гвінейською зоною розломів.

На основі спільного аналізу структурних схем осадових горизонтів і результатів гравітаційного моделювання в межах району досліджень визначені ділянки, які відносяться до дев'яти структурних типів, що викликають інтерес із погляду пошуків вуглеводнів. У прибережній частині виділена смуга розвитку древньої кори вивітрювання, представлена, за результатами моделювання, латеритами, які можуть правити за джерело алюмінієвої сировини.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Козленко М.В. Новая модель строения осадочного чехла материковой окраины Гвинеи // Геофиз. журн. - 2005. - 27, № 6. - С. 1039-1042.

2. Козленко М.В. Варианты строения земной коры материковой окраины Гвинеи по данным гравитационного моделирования // Геофиз. журнал. - 2006. - 28, № 2. - С. 118-122.

3. Козленко М.В., Козленко Ю.В. Плотностная характеристика мезокайнозойских отложений Гвинейского краевого плато в контексте гравитационного моделирования // Геофиз. журн. - 2006. - 28, № 4. - С. 102-108.

4. Козленко М.В. Строение Гвинейского краевого плато по данным сейсморазведки методом отраженных волн // Геофиз. журн. - 2007. - 29, № 4. - С. 170-181.

5. Козленко В.Г., Козленко М.В. Тектонический каркас материковой окраины Гвинеи в свете сейсмичности региона // Сб. научн. трудов конференции, посвященной 60-летию основания НАН Республики Армения (28-31 октября 2003 г.). - Гюмри: “Гитутюн” НАН РА, 2004. - С. 93-97.

АНОТАЦІЯ

М.В.Козленко “Глубинное строение Гвинейского краевого плато на основании данных сейсмометрии и гравиметрии”. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт геофизики им. С.И.Субботина НАН Украины, Киев, 2008 г.

Работа посвящена изучению глубинного строения Гвинейского краевого плато, в пределах которого, в отличие от других участков континентальных окраин, внешний шельф смещен в сторону океана более чем на 450 км, образуя почти правильный треугольный выступ. Имеющиеся данные, прежде всего сейсморазведки МОВ ОГТ, свидетельствуют о значительной структурно-тектонической неоднородности осадочной толщи, развитой в пределах этой структуры.

Детально проанализированы сведения о геоморфологии дна; геологии, тектонике и сейсмической активности региона; гравитационном и геомагнитном полях плато, волновом поле осадочного чехла; физических свойствах горных пород.

Показано, что при моделировании переходных зон океан-континент можно использовать как опорную колонку океанической котловины до глубины 180 км, так и колонку приведения кратона на ту же глубину. Выбор колонки зависит от того, какая из структур, океаническая или континентальная, занимают большую часть моделируемого разреза.

На основании скоростных разрезов с учетом данных сейсмокаротажа скважины GU2В1 были построены структурные схемы по одиннадцати отражающим горизонтам. Определены гипсометрия осадочных горизонтов, а также тектоника, включая нарушенность осадочного чехла разломами и проявлениями диапиризма различной природы.

Для верхней осадочной толщи по результатам обобщения плотностных колонок были рассчитаны средние плотности с учетом мощности и плотности каждого из слоев и построен график зависимости с = f(m) для всего плато. Показано, что при гравитационном моделировании толщу осадков возраста Q - K можно заменять одним слоем со средней плотностью, значения которой зависят от его мощности.

Проведена параметризация нижнего осадочного этажа. Впервые построена схема поверхности кристаллического фундамента для всего Гвинейского краевого плато. Определена плотность консолидированных осадков.

Построены и рассчитаны плотностные разрезы (двумерное гравитационное моделирование) с целью определения опорных величин параметров (глубин залегания и значений плотности) консолидированной коры и верхней мантии.

С учетом проведенной параметризации построены трехмерные гравитационные модели земной коры и верхней мантии Гвинейского краевого плато и сопредельных районов в масштабе 1:3000000, а также прибрежной части в масштабе 1:1000000. На основе интерпретации результатов моделирования существенно уточнены представления о строении и эволюции региона.

Установлена граница между океанической и континентальной корой, которая проходит по субмеридиональным предматериковым прогибам и субширотным трансформным разломам; основная часть плато подстилается корой переходного типа.

Определены значения плотности верхней мантии района: в океанической части они на 0,04 г/см3 меньше, чем в континентальной; переходная зона характеризуется величинами этого параметра, близкими к континентальным, что подтверждает ее субконтинентальное происхождение.

Показано, что источником положительной гравитационной аномалии с максимальными значениями, которую ранее интерпретировали как дугу Верга-Фритаун, являются объекты, которые относятся к трем интрузивным зонам, различным по направлению и составу пород.

Подтверждено наличие в пределах плато и шельфа систем нарушений ортогонального и диагонального простирания с конкретным выделением структур, например, выступа Касине. Получены детальные данные о строении Гвинейской зоны разломов, представляющей собой полосу общей шириной около 50 км чередующихся субширотных поднятий и прогибов; уточнены представления об эволюции этой геоструктуры, в частности, ее происхождение в результате рифтогенеза Атлантического океана, а также намечена связь с трансформными разломами Срединно-Атлантического хребта.

Показано, что Гвинейское краевое плато представляет собой континентальную окраину сложного строения: западная его граница характерна для классического пассивного типа, а южная - для сдвигового (трансформного).

Обосновано предположение о формировании геоморфологической структуры плато вследствие ограничения распространения осадков в южном направлении Гвинейской зоной разломов.

На основе совместного анализа структурных схем осадочных горизонтов и результатов гравитационного моделирования в пределах района исследований определены участки, которые относятся к девяти структурным типам, представляющие интерес с точки зрения поисков углеводородов. В прибрежной части выделена полоса развития древней коры выветривания, представленная, по результатам моделирования, латеритами, которые могут служить источником алюминиевого сырья.

Ключевые слова: Гвинейское краевое плато, гравитационное моделирование, отражающий горизонт, глубинное строение, граница океан-континент, зона разломов.

М.В.Козленко “Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністью 04.00.22 - геофізика. - Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, Київ, 2008 р.

Робота присвячена вивченню глибинної будови Гвінейського крайового плато.

Розроблено методику двовимірного гравітаційного моделювання континентальних окраїн зсувного типу. Отримано емпіричну залежність густини від потужності для мезокайнозойського осадового комплексу. На основі сейсмічних даних побудовано схеми глибин залягання підошви неконсолідованих осадів і поверхні кристалічного фундаменту.

Спираючись на ці розробки, побудовано тривимірні гравітаційні моделі земної кори і верхньої мантії плато і суміжних районів у масштабі 1:3000000, а також прибережної зони в масштабі 1:1000000.

Інтерпретація результатів досліджень дала змогу встановити положення границі океан-континент у цьому районі; отримати уявлення про детальну будову Гвінейської зони розломів та її провідної ролі в формуванні геоморфологічної структури плато і запропонувати механізм цього процесу.

Виділено об'єкти, які є перспективними з погляду пошуків вуглеводнів, що відносяться до девґяти різних структурних типів. В прибережній зоні намічена смуга розвитку латеритів, які можуть служити джерелом алюмінієвої сировини.

Ключові слова: Гвінейське крайове плато, гравітаційне моделювання, відбиваючий горизонт, глибинна будова, границя океан-континент, зона розломів.

М.Kozlenko "A deep structure of Guinea Marginal Plateau on the basis of the seismic and gravity surveys data". - Manuscript.

Thesis for candidate of geological sciences degree by speciality 04.00.22 - geophysics. - S.I.Subbotin Institute of geophysics NAS of Ukraine, Kyiv, 2008.

The work is devoted to the study of a deep structure of Guinea Marginal Plateau.

On the basis of the seismic data the structural maps of sedimentary horizons and the surface of the crystal base are constructed and analysed. The technique of two-dimentional density modeling of the sheared (transform) continental margins is developed. The empirical dependence of density on capacity for the Meso-Cenozoic sedimentary complex is received.

The three-dimensional density models of the crust and the upper mantle of the plateau and the adjacent areas are constructed in scale 1:3000000 and 1:1000000.

The location of the ocean-continent boundary in this area and its connection with transform fracture zones of the Mid Atlantic ridge is established. It's shown, that the northeast part of the plateau is spread by the subcontinental crust, and the southwest - by the oceanic. The detailed structure of Guinea fracture zone and its conducting role in the formation of geomorphological structure of the plateau is revealed and the course of this process is shown.

The sites of 9 different structural types as sourse for hydrocarbons are fixed in the borders of a shelf and the internal part of the plateau. In a coastal zone the strip of possible development of laterite as source for bauxite is allocated.

Keywords: Guinea Marginal Plateau, density modeling, seismic reflector, deep structure, ocean-continent boundary, fracture zones.

Размещено на Allbest.ru