Аннотация
В некоторых новейших сдвиговых зонах встречаются нефтегазоносные брахиантиклинальные поднятия, оси которых, вопреки канонам тектонофизики, ориентированы в направлении, близком к направлению оси максимального сжатия. Наши эксперименты с эквивалентными материалами показали, что возможной причиной их формирования является локальное поле напряжений, которое возникает вблизи окончаний формирующихся в зоне сдвига эшелонированных сколов Риделя. Прогрессирующее удлинение последних вызывает соответствующее удлинение брахиантиклиналей, расположенных между их концами.
,
Геологический факультет Московского государственного университета (МГУ), Москва, Россия
Парадокс ориентировки некоторых новейших нефтегазоносных брахиантиклиналей сдвиговых зон вдоль оси максимального сжатия: тектонофизическое истолкование
Типичные складки в зонах сдвига. Как известно, в зонах сдвига имеет место сочетание горизонтального растяжения и горизонтального сжатия с типичным набором структурных форм [4] (рис. 1). Однако этот набор нельзя назвать структурным парагенезом, поскольку обычно пликативные структуры сжатия (складки) и дизъюнктивные структуры растяжения (трещины отрыва) и сдвига (сколы Риделя) как в природе, так и в эксперименте не возникают совместно. Считается, что складки ориентированы под углом около 45є к простиранию сдвиговой зоны и по нормали к оси сжатия. В качестве примера часто приводится система эшелонированных складок в зоне знаменитого правосдвигового разлома Сан-Андреас.
«Нетипичные» складки в зонах сдвига. К ним можно отнести, например, нефтегазоносные брахиантиклинальные поднятия Западно-Сибирской плиты, возникшие в новейшее время в зоне динамического влияния регионального Худуттейского правосдвигового разлома (рис. 2,а). (Среди этих поднятий наиболее известно Уренгойское.) Многочисленные данные [2], в том числе приведенные в другом докладе [1], свидетельствуют о том, что в новейшее время в этом регионе господствовала геодинамическая обстановка субмеридионального сжатия, которая, в частности, обусловила правосдвиговое смещение по названному разлому. Направление общего сжатия явно не вяжется с субмеридиональной ориентировкой осей брахиантиклиналей. Нами предпринята попытка объяснить это несоответствие.
Характ ерные участки возникновения поднятий в зонах сдвига. Недавно были опубликованы любопытные данные о локализации таких поднятий на окончаниях кулисообразно расположенных разрывных нарушений в зоне динамического влияния сейсмогенного правосдвигового разлома, активизированного при Алтайском землетрясении 2003 г. [5] (рис. 2,б).
Воспроизведение поднятий в зонах сдвига с применением эквивалентных материалов. В Лаборатории тектонофизики и геотектоники им. (МГУ) воспроизводились деформации осадочного чехла под влиянием сдвига вдоль сместителей субвертикальных разломов фундамента. При этом возникали брахиантиклинали с необычной ориентировкой их осей. Структурная эволюция чехла, состоящего из смеси песка с солидолом, в зоне динамического влияния сдвигового разлома фундамента была обусловлена постепенным увеличением амплитуды сдвига. В экспериментах это выглядело следующим образом.
Сначала возникали кулисы мелких субвертикальных трещин отрыва, объединявшихся затем в субвертикальные сколы Риделя (рис. 2,в), что подтвердило ранее опубликованное представление о механизме возникновения разрывов скалывания [3]. Сколы Риделя также располагались кулисообразно над сдвиговым разломом фундамента, образуя угол 10-15° с простиранием этого разлома, причем сдвиг вдоль них шел практически в том же направлении, что и сдвиг в фундаменте.
На последующих этапах сдвигания (рис. 3,г) участки чехла, расположенные между окончаниями соседних параллельных эшелонированных сколов Риделя, испытывали горизонтальное сжатие, ось которого была ориентирована вдоль сколов. При этом формировались брахиантиклинальные поднятия, вытянутые в том же направлении. Сжатие было обусловлено тем, что эти «внутренние» участки располагались во фронтальной части движущихся навстречу друг другу крыльев смежных сколов. В то же время соседние «внешние» участки, расположенные в тыловых частях противоположных крыльев этих сколов, испытывали растяжение и опускание. В результате поверхности сместителей сколов приобретали наклон со взбросовой компонентой, антивергентной по отношению к оси поднятий.
Таким образом, в отличие от складок в «классическом» наборе структурных форм сдвиговых зон, показанных на рис. 1, воспроизведенные нами складки находятся не только в очевидном структурном парагенезе с разрывными нарушениями, но и обусловлены ими.
«Запрещенное» по канонам тектонофизики простирание брахиантиклиналей. Как видно из рис.2,г, простирание брахиантиклиналей близко к ориентировке оси максимального сжатия. В то же время антивергентная конфигурация взбросо-сдвигов (окончаний сколов Риделя), обрамляющих поднятия, создает ложное впечатление формирования этих поднятий обычным путем, в обстановке горизонтального сжатия, направленного вкрест простирания их осей. На самом деле никакого внешнего (по отношению к брахиантиклиналям) сжатия не происходило. Имел место лишь некоторый перекос первоначально субвертикальных сколов Риделя на их окончаниях, о котором говорилось выше.
Более того, брахиантиклинали не только ориентированы вдоль оси сжатия, но в процессе своей эволюции удлинялись в том же направлении. Это обусловлено прогрессирующим удлинением порождающих и ограничивающих их с двух сторон сколов Риделя: окончания этих эшелонированных сколов все дальше «заходят друг за друга», подобно двум движущимся навстречу поездам.
Заключение. Не исключено, что именно таким образом - посредством сжатия вдоль их простирания в сдвиговой обстановке - сформировались и некоторые природные брахиантиклинальные складки, в том числе упомянутые выше нефтегазоносные валы Западно-Сибирской плиты (Уренгойский и другие).
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (грант № 06-05-64547).
Литература
1. , , Фролова формирования нефтегазоносных структур «пропеллерного» типа (на примере Западно‑Сибирской плиты) // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. М.: ГЕОС, 2008 (наст. сб.).
2. , , Тимурзиев сдвиги фундамента Западной Сибири. Геология нефти и газа. 2007. №3 (в печати).
3. , Талицкий ли «трещины скалывания» путем скалывания? // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1998. № 3. С. 18–22.
4. , , Фролова в тектонофизику. М.: Книжный дом «Университет», 2005. 496 с.
5. , , Ушанова позиция и геологические проявления Алтайского землетрясения // Геотектоника. 2007. № 2. С. 3-22.
