Морфонеотектоника и перспективы нефтегазоносности пустынь Ирака

Полный текст

Введение Изучение неотектонического строения территории пустынь Ирака, включающей Западную и Южную Пустыни (ЗЮП), крайне важно, поскольку здесь находятся многочисленные населенные пункты и промышленные объекты. Без понимания тектонической кинематики отдельных блоков нельзя прогнозировать современный рельеф. Вместе с тем исследованная территория расположена вблизи нефтегазоносного района на северо-востоке, притом что недавнее землетрясение (декабрь 2017 г.) по Евфратскому разлому проявилось выходами газов и битумов. На сегодняшний день существуют различные представления о новейшей тектонике территории пустынь Ирака, в том числе о роли разломов фундамента и чехла в формировании неоструктур, что сдерживает геологическое понимание региона. Цель работы - неотектоническое районирование территории пустынь Ирака и изучение их структурно-геоморфологического строения для хозяйственных целей и прогнозирования нефтегазоносности территории. До недавнего времени в Ираке фактическими объектами углеводородов (УВ) была область западного склона гор Загроса (рис. 1), переходящего в Месопотамский прогиб [1; 2]. Сразу отметим, что этот прогиб структурно схож с Западным Предуральским, который известен промышленными запасами УВ [3]. При этом пустынные районы Ирака, находящиеся на Арабской плите, не привлекали внимания исследователей. Разбурена без большого успеха только южная часть Ирака, вблизи границы с Кувейтом [4]. Однако последние исследования показывают перспективность на УВ территории пустынь Ирака. Рис. 1. Расположение нефтегазоносных месторождений Ирака [Fig. 1. Location of oil and gas bearing fields in Iraq] Толщина земной коры в регионе оценивается мощностью до 100 км. Эта интерпретация согласуется с сейсмическим профилем через Месопотамию, основанным на комбинированной глубинной сейсмической рефракции, гравитации и магнитных данных [5]. Предполагаемая глубина залегания кровли фундамента в пустынях Ирака, по интерпретации аэромагнитных данных специалистов СССР “CGG” (1974), составляет 7-10 км с уклоном на северо-восток. Толщина земной коры увеличивается с севера изучаемой территории на юг в Кувейт. Чехольный комплекс представлен отложениями палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Территории пустынь Ирака включают в себя Западную и Южную пустыни (ЗЮП), которые расположены в основном на Арабской плите и частично на Месопотамской равнине к западу от горной местности Загрос. Эта территория оказалась тектонически активна в разные геологические периоды. На рисунке 2, а приведена обобщенная геологическая колонка пород Арабской плиты, а на рис. 2, б - Месопотамии. Наблюдается существенное, в десятки раз, увеличение мощностей пород почти симметрично от Евфратского разлома, что в пределах Месопотамской впадины, и на Арабской плите. Рис. 2. Геологические колонки: а - по площади Месопотамии; б - по Арабской плите [Fig. 2. Geological columns: a - Mesopotamia region; б - Arabian plate] На площади Месопотамии в плейстоцене отмечается трансгрессивная серия пород, на фоне аккумулятивных континентальных отложений плиоцена и голоцена. Приподнятая Арабская плита демонстрирует регрессивный разрез миоцена с базальными галечниками в основании, что говорит о существенной тектонической перестройке в регионе и подъеме источника сноса на юго-западе Арабского Шелта в связи с альпийской активизацией. Палеозойский разрез слагают породы каменноугольной и пермской систем. Мезозойский комплекс представлен отложениями верхнего триаса, юры и мела. Кайнозой представлен комплексом палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложений. Палеоген распространен в ЗЮП. Неогеновая система развита западнее долины р. Евфрат (рис. 3). В неоген-четвертичное время главным тектоническим региональным модулятором был глубинный долгоживущий Евфратский разлом, который протягивается через территорию Ирака более чем на 500 км. Его образование связывают с расколом земной коры в результате горизонтального древнего сдвига территории Месопотамии относительно Арабской плиты в палеозойское время. При этом Евфратский разлом фактически отделяет Месопотамскую впадину от Арабской плиты. Как следствие, в фундаменте появились оперяющие долгоживущие трещины, которые образовали отдельные тектонические блоки. Система оперяющих трещин различного порядка в фундаменте оказалась рельефообразующей и образовала в осадочном чехле отдельные тектонические блоки с различными вертикальными перемещениями [7]. Рис. 3. Условия осадконакопления неогеновых отложений на исследованной территории (граница показана сплошной линией). Составил: Аль-Гурейри по [1; 5; 6] [Fig. 3. Conditions of sedimentation of Neogene deposits in the explored territory (border shown by solid line)] Вслед за А.В. Орловой мы считаем, что «рельеф поверхности создается главным образом за счет вертикальных перемещений» [7]. В результате изучения современных речных долин в регионе были определены следующие основные морфотектонические процессы: · омоложение речной сети и возникновение новых речных бассейнов; · разделение отдельных рек на две и более части; · перехват речной сети. Отметим, что «морфотектоника» - быстро развивающееся направление геоморфологии, выявляет роль тектонических процессов в формировании рельефа территории. В процессе формирования современного рельефа произошли многофакторные геологические процессы. Большинство из них оказались латентными. Однако отмечались и такие, которые имели внешнее проявление, например, неоднократно происходило локальное омоложение русла р. Евфрат вблизи города Самава и ее притоков (рис. 4). Рис. 4. Иллюстрация активации тектонических блоков, прилегающих к разлому Евфрат с изменением русла реки Евфрат: А - основное русла реки Евфрат; Б - участок активизации; В - современное положение русла реки Евфрат [Fig. 4. Illustration of activation of tectonic blocks adjacent to the Euphrates fault with the change in Euphrates River stream: A - Main stream of Euphrates River; Б - Activation site; В - Current stream position of the Euphrates River] В процессе активизации зоны Евфратского разлома образовалось поднятие части территории в восточной части Южной пустыни. Процесс омоложения русла Евфрата с возникновением нового базиса эрозии происходил в 1930-е гг., после чего самопроизвольно остановился, хотя предпринимались попытки правительственных организаций предотвратить прогрессирование продвижения естественного водопада (4 м) на север, против течения реки. Процесс омоложения р. Евфрат был вызван тектоническими движениями и активизацией разломной системы Евфрат, что проявилось в поднятии отдельных тектонических блоков прилегающей территории, заставившей углубиться руслу реки попятной эрозией [8]. Неотектоническая активность проявилась также в «речных перехватах» в виде ухода русла в соседний водоток в результате подъема тектонического блока и подпруживания русла. Наиболее выраженный участок речного перехвата расположен между бассейнами Вади Садир и Вади Або Гуваир. Здесь русло Вади Садир «захватило» часть русла Або Гуваир (отведенный поток). При сопоставлении участков речных перехватов с геологическими картами и спутниковыми изображениями отмечено, что долины совпадают с направлением перечисленных структур и в большей степени с разломными зонами. Морфотектонические процессы проявились также в перестройке речных долин, которые привели к изменению участков долин в нижнем течении. Так, в бассейне Вади Хавими процесс тектонического поднятия привел к разделению речной сети на две части. Кроме того, установлено восемь аллювиальных конусов выноса, которые сформировались в депрессии Салибат, отличающихся между собой временем образования, ориентировкой, формой и размерами. Они имеют отчетливую разницу в высотных отметках вершин и дельтовых разгрузок. Отметим, что аллювиальные конусы выноса развиваются, как правило, в тектонически активных районах [9]. Для картирования неотектонических признаков в ЗЮП построены многочисленные геолого-геоморфологические профили. На рисунке 5 приведены в качестве примера несколько типичных таких профилей, где видны новейшие пликативные деформации на территории ЗЮП. Рис. 5. Геолого-геоморфологические профили по территории ЗЮП [Fig. 5. Geological-geomorphological profiles along the territory of the Western and Southern deserts] В основу проведенного неотектонического районирования территории ЗЮП положено изучение конэрозионных структурных форм, проявившихся в рельефе в современную эпоху. При этом рассматриваются три уровня рангов геоморфологических структур, где первому рангу соответствуют наиболее крупные мегаподнятия: Рутба (РУ) и Западный Евфрат (ЗЕ) и разделяющий их прогиб МаанияНухайб (МН) (рис. 6). Второй и третий ранговые структурные уровни касаются более низких порядков структур. Аль-Гурейри А.Я., Наравас А.К., Усова В.М. Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2018. Т. 19. № 3. С. 378-390 384 ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ И НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО. НАУКИ О ЗЕМЛЕ Рис. 6. Распространение геоморфологических-геологических блоков и новый тектонический активация на территории: А - неотектоническое районирование территории пустынь Ирака; В - фрагмент карты (А) с выделенной прогнозной площадью под УВ; С - фотографии эпицентра землетрясения [Fig. 6. Distribution of geomorphological-geological blocks and the recent tectonic activation in the territory: A - Neotectonic zoning of the Iraq deserts; B - Fragment of the map (A) with the highlighted forecast area under hydrocarbons; C - photographs of the epicenter of an earthquake, which happened in the area recently] 1-6 - границы разноранговых новейших деформаций, выраженных в рельефе: 1 - геоморфологических областей; 2 - первого ранга; 3 - второго ранга; 4 - третьего ранга; 5 - локальные поднятия и впадины; 6-8 - направленность и интенсивность новейших тектонических движений: 6-7 - поднятия: 6 - умеренные и 7 - слабые; 8 - понижения относительные и абсолютные; 9 - граница области исследования (ЗЮП); 10 - административные границы; 11 - граница Ирака; 12 - эпицентр землетрясения 2017 г.; 13 - предполагаемый объект УВ; 14 - аномальное поле УВ. Буквенные обозначения структур (в кружках): поднятия: РУ - Рутба, ЗЕ - Западный Евфрат; МН - Маания прогиб; структуры первого порядка: области поднятий: РУ-I- Рутба - Эль Кайм, [РУ-II] РT - Рутба-Требиль, ЗЕ-I, ЗЕ-II и ЗЕ-III - Западный Евфрат, МН-II - Маания; сегменты прогиба: ХА - Хаббария, МН-I - Маания. Структуры второго и третьего порядков упущены В результате многолетних полевых и камеральных геолого-геоморфологических исследований в районе ЗЮП удалось восстановить существующую тектоническую активность района от миоцена до наших дней. Установлено, что региональный Евфратский разлом на территории Ирака занимает исключительно важное место, что ранее было недооценено. Оперяющие к нему разломы нижеследующего порядка образовали систему долгоживущих тектонических блоков с различной кинематикой и морфологией. Установлены причины и механизм неотектонических неоген-четвертичных подвижек земной поверхности. Таким образом, выделены отдельные тектонические блоки, образующие в целом зональные области поднятий или долин (рис. 6, А). Области приподнятых блоков (например, поднятие Наджаф третьего порядка) создают пликативные купольные структуры в чехле вблизи с Евфратским разломом, благоприятные для скопления УВ (рис. 6, В). Прямой связи нефтегазоносности и размаха неотектонических движений в мире не отмечено [10]. Однако их воздействие обычно сопровождается ухудшением экранирующих свойств покрышек в пределах интенсивно растущих структур и проникновением УВ в верхние горизонты чехла. Рис. 7. Сравнительное исследование зоны геолого-тектонических сходств между Ираком и Российской Федерацией и распределение нефтяных и газовых месторождений: А - геолого-геоморфологический разрез через Ирак [1; 4]; В - модель распределения залежей УВ в осадочном чехле ВЕП и ПП [14] [Fig. 7. Comparative study of the geological-tectonic similarities zone between the Iraq and the Russian Federation and the distribution of oil and gas fields: A - Geological and geomorphological section through Iraq; B - Distribution model of hydrocarbon deposits in the sedimentary cover of East European Craton and Pre-Ural foredeep] При этом может происходить разрушение верхних залежей многопластовых месторождений и образование УВ аномалий у самой поверхности [11]. Сейсмическая активность территории способствует образованию временных путей фильтрации УВ из нижележащих залежей. В результате возникает «УВ-дыхание» Земли. Участки с доказанной нефтегазоносностью характеризуются, как правило, средними и высокими значениями плотности линеаментов [12]. По всей видимости, зона Евфратского разлома вполне соответствует такому случаю. Кроме того, «идея о связи размещения месторождений нефти с крупнейшими разломами не нова: она использовалась еще Д.И. Менделеевым (1876) при его аргументации неорганического происхождения нефти (карбидная теория)» [10]. На рисунке 7, А приведен показательный геолого-геоморфологический разрез кайнозойских отложений через Ирак, в крест Евфратскому разлому (включая Арабскую плиту), а на рисунке 7, В через восточный край ВЕП и Предуральский прогиб (ПП). Здесь отчетливо видно, как Евфратский разлом отделяет Арабскую приподнятую плиту от Месопотамской впадины, аналогично тому, как тектоническая шовная зона разграничивает ВЕП от ПП. Основные месторождения УВ, в отличие от Ирака, отмечены в пределах ВЕП, которые как бы окружают разрывные нарушения, не выходящие на дочетвертичную поверхность, но достигают фундамента. Корчуганова Н.И. отмечает, что «неотектонические структуры накладываются как на складчатые пояса, так и на древние платформы…» [13. С. 10]. Как показано ранее, геологическая активность территории находится в прямой зависимости от глубинного долгоживущего Евфратского разлома, а также сложной тектонической зоны трещин одноименного названия. Поэтому в целом область пустынь Ирака - ЗЮП, расположенная на Арабской плите, находится на сегодня в чрезвычайно активной тектонической зоне, причем эта активность объясняется региональной альпийской активизацией. Недавнее землетрясение в декабре 2017 г. в 35 км от г. Эль-Наджаф Эль-Ашраф, который расположен вблизи этого разлома, проявилось в пределах поднятия Наджаф образованием зияющих крупных трещин (более 30 см) поверхности Земли с видимым пламенем горящих природных газов и битумов (рис. 6, С, 3). На рисунке 6, С,2 показано фото местности землетрясения. Последние факты дают дополнительный аргумент в пользу перспективности поиска УВ в этом районе. Отметим, что эпицентр землятресения и прогнозируемый объект УВ находятся в пределах одного купольного поднятия Наджаф. Заключение На территории пустынь Ирака оперяющие трещины к глубинному Евфратскому разлому являются рельефообразующими для тектонических поднятий и прогибов в чехле, что проявилось в современном изменении положения и морфологии русел рек, а также пустынных долин за счет вертикальных перемещений. Современный тектонический план территории пустынь Ирака от миоцена до наших дней сформировал сегментированно-зональные области осадочного чехла. Области крупных зонально сгруппированных антиклинальных структур - современных поднятий вблизи Евфратского разлома перспективны на углеводородное сырье.

Об авторах

Ахмад Ясин Аль-Гурейри

Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе

Автор, ответственный за переписку.
Email: ahmad.yasien@mail.ru

аспирант кафедры общей геологии и геокартирования, Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе (МГРИ-РГГРУ). Область научных интересов: поиск и разведка месторождений углеводородов, изучение геологического строения Арабской плиты и Месопотамии

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23

Антон Казимирович Наравас

Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе

Email: gazon91@list.ru

доцент кафедры общей геологии и геокартирования, Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе (МГРИ-РГГРУ). Область научных интересов: поиск и разведка месторождений углеводородов, изучение геологического строения Арабской плиты и Месопотамии

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23

Валентина Михайловна Усова

Российский университет дружбы народов (РУДН)

Email: usova_vm@pfur.ru

старший преподаватель департамента геологии, горного и нефтегазового дела Инженерной академии, Российский университет дружбы народов. Область научных интересов: поиск и разведка месторождений углеводородов, изучение геологического строения Арабской плиты и Месопотамии

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

Список литературы