Западно-Сибирский осадочный бассейн. Погружение коры вследствие уплотнения пород в ее нижней части в результате проградного метаморфизма

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена история развития погружения земной коры в мезозое и кайнозое в Западно-Сибирском бассейне – крупнейшем осадочном бассейне мира. Его образование большинством исследователей связывается с погружением коры на пострифтовом этапе вслед за эпизодом сильного растяжения литосферы 250 млн лет назад на рубеже перми и триаса. Характерной особенностью пострифтового погружения является уменьшение его скорости во времени. За мезозой и кайнозой эта скорость должна была уменьшиться на порядок. Однако анализ протяженных (700–900 км) сейсмогеологических разрезов на севере Западной Сибири и в акватории Карского моря показывает, что с начала мезозоя в указанных областях в среднем происходило ускорение погружения коры. В таких условиях растяжением литосферы в них могла быть обусловлена лишь малая часть общего погружения. Характер деформаций в подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла свидетельствует о том, что растяжением было обусловлено не более нескольких процентов от наблюдаемого общего погружения коры на 6–7 км. В Западной Сибири земная кора близка к изостатически равновесному положению. Поэтому в отсутствие сильного растяжения коры накопление на ней мощной толщи осадков могло быть вызвано только увеличением плотности пород в нижней части коры в результате проградного метаморфизма. Для получения приведенных здесь результатов нами были впервые использованы некоторые простые приемы для анализа структуры осадочных толщ в Западно-Сибирском бассейне. Множество детальных сейсмогеологических разрезов опубликовано для других бассейнов на разных континентах. Реализованные в этой статье способы их интерпретации могут без труда применяться в глобальном масштабе для определения роли растяжения в формировании глубоких осадочных бассейнов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Артюшков

Институт физики Земли Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: arty-evgenij@yandex.ru

академик РАН

Россия, Москва

П. А. Чехович

Институт физики Земли Российской Академии наук; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: p.chekhovich@gmail.com

Музей землеведения

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Артюшков Е.В. Физическая тектоника. М. Наука, 1993. 457 с.
  2. Артюшков Е.В., Беляев И.В., Казанин Г.С., Павлов С.П., Чехович П.А., Шкарубо С.И. Механизмы образования сверхглубоких прогибов: Северо-Баренцевская впадина. Перспективы нефтегазоносности // Геология и геофизика. 2014. Т. 55 № 5–6. С. 821–846.
  3. Артюшков Е.В., Чехович П.А. Роль глубинных флюидов в погружении коры древнего кратона. Осадочный бассейн Московской синеклизы в позднем девоне // Доклады РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 507. № 2. С. 119–131. https://doi.org/ 10.31857/S2686739722601843
  4. Артюшков Е.В., Чехович П.А. Западно-Сибирский осадочный бассейн. Отсутствие сильного растяжения земной коры по данным сверхглубокого бурения // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512, № 2. С. 90–99. https://doi.org/10.31857/S2686739723601175
  5. Астафьев Д.А., Скоробогатов В.А., Радчикова А.М. Грабен-рифтовая система и размещение зон нефтегазонакопления на севере Западной Сибири // Геология нефти и газа. 2008. № 4. С. 2–8.
  6. Добрецов Н.Л., Полянский О.П., Ревердатто В.В., Бабичев А.В. Динамика нефтегазоносных бассейнов в Арктике и сопредельных территориях как отражение мантийных плюмов и рифтогенеза // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 8. С. 1145–1161.
  7. Конторович В.А., Аюнова Д.В., Губин И.А., Ершов С.В., Калинин А.Ю., Калинина Л.М., Канаков М.С., Соловьев М.В., Сурикова Е.С., Шестакова Н.И. Сейсмостратиграфия, история формирования и газоносность структур Надым-Пурского междуречья // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 8. С. 1583–1595. doi: 10.15372/GiG20160810
  8. Конторович В.А., Аюнова Д.В., Губин И.А., Калинин А.Ю., Калинина Л.М., Конторович А.Э., Малышев Н.А., Скворцов М.Б., Соловьев М.В., Сурикова Е.С. История тектонического развития Арктических территорий и акваторий Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 3–4. С. 423–444. doi: 10.15372/GiG20170307
  9. Конторович В.А., Аюнова Д.В., Гусева С.М., Калинина Л.М., Калинин А.Ю., Канаков М.С., Соловьев М.В., Сурикова Е.С., Торопова Т.Н. Сейсмогеологическая характеристика осадочных комплексов и нефтегазоносность Ямальской, Гыданской и Южно-Карской нефтегазоносных областей (Арктические регионы Западной Сибири, шельф Карского моря) // Геофизические технологии. 2018. № 4. С. 10–26. doi: 10.18303/2619-1563-2018-4-3
  10. Метелкин Д.В., Верниковский В.А., Казанский А.Ю. Тектоническая эволюция Сибирского палеоконтинента от неопротерозоя до позднего мезозоя // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 7. С. 883–899.
  11. Мещеряков К.А., Карасева Т.В. Особенности формирования триасовых прогибов севера Западной Сибири в связи с нефтегазоносностью // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2010. Т. 5. № 10. С. 9 EDN OYQEVP.
  12. Сараев С.В., Батурина Т.П., Пономарчук В.А., Травин А.В. Пермотриасовые вулканиты Колтогорско-Уренгойского рифта Западно-Сибирской геосинеклизы // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 1. С. 4–20.
  13. Смирнов О.А., Бородкин В.Н., Лукашов А.В., Плавник А.Г., Трусов А.И. Региональная модель рифтогенеза и структурно-тектонического районирования севера Западной Сибири и Южно-Карской синеклизы по комплексу геолого-геофизических исследований // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2022. http://www.ngtp.ru/rub/2022/1_2022.html
  14. Сурков В.С., Смирнов Л.В., Жеро О.Г. Раннемезозойский рифтогенез и его влияние на структуру литосферы Западно-Сибирской плиты // Геология и геофизика. 1987. № 9. С. 3–11.
  15. Allen P.A., Allen J.R. Basin analysis. Oxford. 2005. Blackwell. 549 p.
  16. Artemjev M.E., Artyushkov E.V. Structure and isostasy of the Baikal rift and the mechanism of rifting // J. Geophys. Res. 1971. V. 76. P. 1197–1211.
  17. Kaban M.K., P. Schwintzer P., Tikhotsky S.A. Global isostatic gravity model of the Earth // Geophys. J. Int. 1999. V. 136. P. 519–536.
  18. Lithgow-Bertelloni C., Silver P.G. Dynamic topography, plate driving forces and the African Superswell // Nature. 1998. V. 395. P. 269–272.
  19. McKenzie D. Some remarks on the development of sedimentary basins // Earth Planet. Sci. Lett. 1978. V. 40. P. 25–32.
  20. Molnar P., England P.C., Jones C.H. Mantle dynamics, isostasy, and the support of high terrain // Journal of Geophysical Research. Solid Earth. 2015. V. 120. P. 1932–1957. https://doi.org/ 10.1002/2014JB011724

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение сверхглубоких скважин и сейсмогеологических профилей в структуре Западно-Сибирского бассейна. Цветной заливкой показана система рифтов в палеозойском складчатом основании ([11], с изменениями), пунктирной линией – границы осадочного бассейна.

Скачать (328KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сейсмогеологический разрез по региональному профилю № 26 ([7, 9] – с изменениями). (а) – важнейшие геометрические параметры разреза; цветными стрелками показаны мощности осадков, компенсировавших предполагаемое пострифтовое погружение на этапе T2-J1 и реальное погружение, происходившее на этапе J2-KZ. По вертикальной оси показано время распространения упругих волн в прямом и обратном направлении в миллисекундах. (б и в) – фрагменты разреза, на которых показаны смещения по глубине подошвы терригенных отложений триаса и границ в палеозойском комплексе. Желтыми стрелками отмечены места, где отражающие горизонты не нарушены разрывами. 1 – отражающая граница в палеозойском мегакомплексе (P), 2 – подошва терригенного триаса (отражающий горизонт А), 3 – отражающие горизонты в юрском сейсмогеологическом мегакомплексе (подошва Ia и кровля C нижней юры), 4 – основание неокомского мегакомплекса (кровля баженовской свиты), подошва и кровля апт-альб-сеноманского мегакомплекса, 5 – подошва кайнозойского мегакомплекса, 6 – разрывные нарушения: а – без смещения отражающих границ, б – то же со смещениями, 7 – амплитуды вертикального смещения рефлекторов на разрывах (миллисекунды).

Скачать (634KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Растяжение рефлектора в осадочном чехле или на поверхности фундамента, обусловленное образованием сброса.

Скачать (56KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сейсмогеологический разрез по профилю Карское море–Ямал ([8, 9] с изменениями). Цветными стрелками показаны мощности отложений (миллисекунды), накопившихся на различных этапах погружения – Δt1 (пострифтовое погружение, триас – средняя юра) и Δt2 (поздняя юра – ранний олигоцен). (1–8) отражающие горизонты: 1 – в кровле фундамента, 2 – в палеозойском комплексе, 3 – в подошве терригенного триаса (А1), 4 – в подошве среднего триаса, 5 – в подошве юры, 6 – вблизи кровли средней юры (С1), 7 – в подошве неокомского, апт-альб-сеноманского и турон-маастрихтского комплексов, 8 – в подошве кайнозойского комплекса, 9 – амплитуды наиболее крупных смещений в подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла, 10 – разрывы.

Скачать (350KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сейсмогеологический разрез по профилю Карское море–Гыдан ([8] с изменениями). Цветными стрелками показаны мощности отложений (миллисекунды), накопившихся на различных этапах погружения; отражающие горизонты (1–7): 1 – в кровле фундамента, 2 – в палеозойском комплексе, 3 – в подошве терригенного триаса (А1), 4 – в подошве среднего триаса, 5 – в подошве юры (а) и вблизи кровли средней юры С1 (б), 6 – в подошве неокомского, апт-альб-сеноманского и турон-маастрихтского комплексов, 7 – в подошве кайнозойского комплекса, 8 – разрывы.

Скачать (313KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Строение верхней части литосферного слоя глубокого осадочного бассейна. 1 – осадочные толщи; 2 – верхняя часть консолидированной коры (фундамент бассейна); 3 – нижняя часть консолидированной коры, испытавшая высокоградный метаморфизм со значительным увеличением плотности пород (эклогит); 4 – мантия в составе литосферного слоя; 5 – положение раздела Мохо, определяемое по сейсмическим данным; 6 – граница раздела между породами земной коры и мантийными перидотитами.

Скачать (141KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024