Файл: Швецов П.Ф. Геотермические условия мезозойско-кайнозойских нефтеносных бассейнов.pdf

Стремление объяснить все положительные геотермические ано­ малии в Западной Сибири влиянием глубинных разломов на тем­ пературный режим осадочного чехла наиболее ярко выражено, по­ жалуй, в труде Н. М. Кругликова (1965). Интенсивность влияния литологического фактора, по словам этого исследователя, здесь гораздо ниже влияния, обусловленного повышением плотности теп­ лового потока в зонах глубинных разломов. Увеличение плотности потоков внутриземного тепла в полосах, совпадающих с глубинны­ ми разломами, он связывает с большей пнтеиспвиостыо процессов, протекающих в коровом и подкоровом веществе.

Из 24 положительных геотермических аномалий лишь шесть не совпадают с выделенными в настоящее время разломами. Отмеча­ ется также, что часть глубинных разломов, намеченных по геофи­ зическим данным, не проявляет себя на общем геотермическом фо­ не Западно-Сибирской плиты. Сравнивая геотермическую обстанов­ ку по этой и Туранской плите (Бухаро-Хивинской провинции), Н. М. Кругликов сообщает, что разломы альпийского заложения не влияют заметным образом на температурное поле осадочного чех­ ла (Кругликов, 1965, стр. 222). Можно ли после этого говорить о существенном п даже решающем влиянии разломов герцинского заложения на температурный режим осадочного чехла ЗападноСибирской плиты?

Почему наибольшая плотность глубинного теплового потока, восходящего из недр фундамента, приурочена к центральным, наи­ более глубоким частям впадины в плите (а не межгорных впаднн горно-складчатых областей) с максимальной мощностью осадочно­ го чехла — термического сопротивления? Попскн самого элементар­ ного ответа на этот напрашивающийся при анализе геотермичес­ кой обстановки в Западпо-Спбпрской плите теплофизический воп­ рос приводят к выводу: такое явление мало пли совсем не согласу­ ется с известными теоретическими закономерностями и эмпириче­ скими обобощенпями.

Потоки любого вида энергии или флюида, исходящие из одина­ кового палеозойского или докембрийского фундамента и проника­ ющие в осадочный чехол, будут наиболее плотными в последнем на тех площадях, которые характеризуются неглубоким залеганием фундамента. Это суждение, вытекающее из теории теплопровод­ ности, подтверждено эмпирическим материалом, относящимся как раз к Западно-Сибирской плите. Анализ и обобщение многочислен­ ных геотермических и геокриологических данных показали, что вы­ ступы фундамента характеризуются максимальными плотностями потоков глубинного тепла, что выражается значительным уменьше­ нием мощности многолетней криолитозоны над положительными формами рельефа поверхности фундамента (Дьяконов, в 1958 г.;

Баулин,1967).

К югу от Салехарда вверх по долине р. Оби глубина залегания поверхности фундамента увеличивается с 400 до 700—800 м. В этом же направлении увеличивается и мощность многолетней криоли-

36

тозоЕы от 150 до 245—290 м. «По скажинам, пробуренным в 200— 300 км юго-восточнее Салехарда, сохраняется та же закономер­ ность: мощность мерзлой толщи с запада на восток возрастает от 50—60 м до 300—310 м в соответствии с погружением фундамента»

(Баулин, 1967, стр. 90).

Существенную роль в распределении тепловых потоков, по сло­ вам А. А. Розина, имеют зоны крупных тектонических наруше­ ний в фундаменте Западно-Сибирского бассейна. Наблюдаемая в ряде случаев приуроченность температурных аномалий к тектони­ ческим нарушениям указывает, по-видимому, на то, что поток более нагретых вод поступает по этим нарушениям в вышележа­ щие мезозойские отложения (Розин, 1967, стр. 235). Такое объяс­ нение заманчиво и вполне правомерно при наличии соответству­ ющего, достоверно нарисованного пусть пока самыми общими круп­ ными мазками геотектонического фона. Но его не имеется пока, если не считать схем разломов, составленных по одним геофизиче­ ским данным, и поэтому сторонники объяснять глубинными фак­ торами все особенности геотермической обстановки в ЗападноСибирской плите вынуждены высказывать такие суждения: «Значительная дифференцированность теплового ноля Западно-Си­ бирского бассейна свидетельствует о широком развитии в его преде­ лах дизъюнктивных нарушений» (Розин, 1967, стр. 235). Об ис­ пользовании геотермических данных при тектоническом райониро­ вании фундамента Западно-Сибирской плиты читаем в статье Г. Д. Гинсбурга (1969 г.), хотя примеров вероятной или возмож­ ной связи геотермических аномалий со структурами фундамента находим очень мало; их не больше 2—4. Таким образом круг за­ мыкается: геотемпературные аномалии объясняются наличием ди­ зъюнктивных тектонических нарушений, выводящих горячие воды, а существование таких нарушений — выявленными геотемпературными аномалиями.

Геофизик Н. В. Шаблинская, обобщившая геологические и гео­ физические данные о разрывах в осадочном чехле Западно-Сибир­ ской плиты, полученные к 1964 г., отмечала:

1.Отсутствие фактического материала, однозначно указываю­ щего на присутствие разрывных нарушений в низах чехла внут­ ренних районов низменности.

2.По данным бурения сбросы здесь практически неизвестны,

за исключением предполагаемого нарушения в скв. 62 на УстьБалыкской структуре, которая остановлена в отложениях валанжина, дислоцированного под углами 5—20°. «Сейсморазведка M OB на этой структуре» сброса не отмечает» (Шаблинская, 1965,стр. 150).

Плотность потока глубинного тепла (из фундамента), по дан­ ным измерений в Усть-Бальгкской скважине, пробуренной в поло­ се, включающей предполагаемый сброс, хотя и довольно значи­ тельная, но все же меньше, чем в Михайловской (см. ниже табл. 2), где сброс не предполагался и пока еще не обнаружен.

37

В большой и интересной статье Ю. Г. Зимина, А. Э. Конторо­ вина и Л. И. Швыдкова (1967), характеризующей температурное поле' в мезозойских отложениях Западно-Сибирского нефтегазо­ носного бассейна, содержатся данные о температурах подошвы оса­ дочного чехла в ряде замкнутых отрицательных структур. Отмеча­ ются, в частности, приведенные выше геотермические характери­ стики по скважине Черемшаиской І-р, пробуренной в среднем течении р. Васюган; на глубине 3003 м зафиксирована весьма высокая температура — (плюс 157° С); средний геотермический градиент в осадочном чехле этой части плиты равен 0,050 град/м. Несколько меньше, но все же высокие температуры (от 130 до 150° С) отмечены в основании осадочного чехла, перекрывающего Ханты-Мансийскую и Надымскую впадины и Колтогорский ме­ гапрогиб. Заметим, что ярко выраженных дизъюнктивных наруше­ ний фундамента плиты, на которые проектировались бы или к которым приближались бы известные скважины, геологи и геофи­ зики обнаружили пока весьма мало; нам известны всего два («Гео­ логия СССР», т. 44, ч. I, 1964; Маркевич, 1966; Варенцов, Волков и др., 1968). В этом убеждает сопоставление схемы расположения скважин и тектоники фундамента плиты в пределах буквально горячей Ханты-Мансийской впадины (рис. 5); лишь Александров­ ская и Усть-Балыкская скважины близки к линиям глубинных раз­ ломов.

Прослеживая изменения температурного поля в осадочном чехле всей Западно-Сибирской плиты при переходе от одного ее участка к другому в том или другом направлении, авторы подме­ тили и четко выразили две закономерности. Хотя первая из них была подмечена и опубликована раньше другими последователя­ ми (см. выше), мы приведем ее все же в кратком изложении авторов.

«Наиболее общей, сразу бросающейся в глаза закономерностью является увеличение температур с ростом мощности перекрыва­ ющих отложений» (Зимин, Конторович, Швыдкова, 1967, стр. 4).

Вторая характерная особенность геотермической обстановки в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты заключается в том, что плотность теплового потока контролируется возрастом консо­ лидации фундамента. «Чем древнее фундамент, тем меньше гео­ термический градиент в отложениях осадочного чехла и соответст­ венно тем меньше тепловой поток» (там же, стр. 6).

В отложениях, перекрывающих архейский кристаллический фундамент, геотермический градиент равен в среднем 0,033 град/м, байкальский складчатый — 0,037 и, наконец, герцинский складча­ тый — 0,042 град/м.

Последовательный анализ обеих бесспорных закономерностей избавил бы, мне кажется, авторов от повторения приводившегося уже во многих трудах по геотермии Западно-Сибирской плиты общего вывода: первым из трех основных факторов, определяю­ щих температурное поле в отложениях осадочного чехла Западио-

38

Сибирской плиты является тепловой поток, идущий из фундамен­ та, особенно большой плотности в полосах глубинных разломов, существование и местоположение которых достоверно ие установ­ лено.

Большое внимание показу и объяснению своеобразия регио­ нальной геотермической обстановки в Западно-Сибирской плите (внутренней впадине) уделили авторы коллективной монографии «Тепловой режим недр СССР» (1970). Исключительное своеобра­ зие ее хорошо выражается на упомянутой уже в главе I «Карте геотермического градиента в верхней части земной коры на тер­ ритории СССР» (см. рис. 12 в монографии). Подробнее и четче выражено оно на карте этого показателя в масштабе 1 : 25 000 000, изданной два года спустя («Геотермическая карта СССР», 1972).

Огромные площади в юго-западной части плиты, а также зна­ чительная полоса левобережья нижнего течения Оби и Обской гу­ бы отличаются от других геотемпературными градиентами в осадочном чехле, превосходящими 0,045 град/м. Площади же с геотемпературными градиентами более 0,040 град/м распространя­ ются от самого подножия восточного склона Урала до правобережья Оби в среднем ее течении через Обь-Иртышское междуречье. Кстати заметим, что карта составлена по данным 116 измерений температуры в скважинах; из них 37 или около 32% от общего числа измерений сделаны на глубинах меньше 1 км и 79 или почти 70% — на глубинах больше 2 км. Таким образом, роль верхнеме­ ловой серии глинистых толщ в генерации внутриземного тепла почти не отразилась в средней величине геотемпературного гра­ диента.

В монографии «Тепловой режим недр СССР» (1970) отмеча­ ется, как и в ранее вышедших публикациях, уменьшение геотем­ пературного градиента в направлении к северо-восточному углу плиты с 0,049 град/м до 0,035 и даже 0,030 град/м. Такое измене­ ние геотермической обстановки по площади впадины связывается с увеличением доли песчаных образований в разрезах осадочного чехла и с меньшей плотностью глубинного потока тепла в этой части плиты, имеющей более древний фундамент. Постепенное за­ мещение толщ глинистых образований осадочного чехла песчаны­ ми образованиями в направлении от центральной части плиты к ее северо-восточному углу четко отражено на литолого-фациальном профиле («Геология СССР», т. 44, ч I, 1964). Об уменьшении плотности глубинного потока с увеличением возраста фундамента писали, как уже отмечалось, Ю. Г. Зимин, А. А. Конторович, Л. И. Швыдкова (1967).

«Снижение градиента до значений меиее 3,0 0 С/100 м в окра­ инных частях плиты, очевидно,— по словам авторов коллективной монографии,— связано с охлаждающим влиянием инфильтрациопных вод, поступающих из близлежащих областей питания (Урал, Казахский мелкосопочпик, Алтай, Томь — Колыванская склад­ чатая зона, Енисейский кряж).

39