Картирование локальных структур Южного Тимана по материалам космических съемок

Современные космические снимки за счет высокого пространственного разрешения и съемок в различных диапазонах электромагнитного спектра (видимый, инфракрасный, радиодиапазон) позволяют производить детальный анализ различных компонентов ландшафта, проявленных в его геометрическом рисунке и спектральных характеристиках. Поэтому, при проведении структурного дешифрирования космических снимков, основными задачами является выявление индицирующих компонентов ландшафта, отражающих на земной поверхности проявление разрывных и складчатых форм осадочного чехла. Использованию дистанционных данных для картирования разрывных нарушений, зон трещиноватости и их взаимосвязи с распределением локальных структур в Тимано-Печорс-кой провинции посвящены работы В. И. Башилова [1], Д. М. Трофимова [7], М. Г. Вахнина [2], Юнь Фей Цай [11] и др.

Структурный анализ материалов космических съемок при решении нефтегазопоисковых задач позволяет выявлять и прогнозировать локальные объекты, перспективные на обнаружение залежей углеводородов [3, 5, 6, 8]. При этом для более эффективного ис пользования космических материалов необходимо учитывать весь банк геолого-геофизических данных по району исследований, включая форму, размеры и ориентировку известных локальных поднятий. Структурное дешифрирование на достоверно установленных поднятиях, выраженных в ландшафте, позволит сформировать дистанционный образ структур, который будет служить в качестве эталона. Таким образом, дальнейшая индикация

Рис. 1. Тектоническая схема района исследований

локальных поднятий на прилегающих площадях будет опираться на распознавание в облике земной поверхности плановых очертаний сформированного дистанционного образа (эталона). С целью установления особенностей индикации и дальнейшего формирования дистанционного образа было выполнено дешифрирование локальных структур Южного Тимана. Исследованные локальные поднятия располагаются в южной части Ухта-Ижемско-

Для структурного анализа изучаемой территории были использованы высокоразрешающие многоспектральные и радиолокационные космические снимки со спутников Landsat, ASTER и ALOS (PALSAR). Тематический анализ производился как по отдельным каналам в видимой, инфракрасной (Landsat) и микроволновой диапазонах спектра (ALOS), отражающих различные физические характеристики ландшафта, так и с их комбинациями (для снимков со спутника Landsat, ASTER).

Структурное дешифрирование снимков производилось путем анализа дешифровочных и ландшафтных признаков, объединяемых структурно-ин-дицирующими показателями, отражающих на земной поверхности местоположение, форму, размеры и ориентировку изучаемых структур. Рассмотрим вклад каждого индицирующего показателя в формирование дистанционного образа структур на примере хорошо изученных поднятий Южного Тимана.

Морфографический показатель наиболее информативен и устойчив, так как отражает размеры и плановые очертания структур и мало изменяется на любом уровне денудационного среза [4]. На космических снимках он выражается в виде прямолинейных и дугообразных линий различных радиусов кривизны, очерчивающих плановую конфигурацию структурных форм чехла. Морфографический контур в виде дискретных отрезков, очерчивающих в плане форму структуры, дешифрируется на Кушкоджском поднятии и хорошо согласуется с глубинной формой (рис. 2, I). В силу

/-460^

2км

Рис. 2. Результаты дешифрирования на локальных структурах Южного Тимана.

• 1    — морфографический показатель; 2 — морфометрический показатель; 3 — изогипсы; 4 — разрывные нарушения по геолого-геофизическим данным. Структуры: I — Кушкоджская; II — Роздинская; III — Западно-Изкосьгоринская: а — космический снимок с Landsat-5 (band 4) с элементами дешифрирования; б — структурная схема по подошве доманиковых отложений (D₃dm) (по данным: I — УТГУ, 1961 г.; II, III — ОАО «Севергео-физика», 2001 г.) с результатами дешифрирования

  
  
  

большей крутизны изгиба наиболее выразительными и легче распознаваемыми оказываются именно периклинальные части локальных поднятий в силу большей крутизны изгиба, что наблюдается на Роздинской структуре. Структура фиксируется парой криволинейных элементов, примерно одинакового радиуса кривизны, обращенных вогнутыми сторонами друг к другу, фиксирующих периклинальные замыкания поднятия (рис. 2, II). Зачастую, фиксирующий структуру ареал смещен относительно глубинной формы как, например, на Западно-Изкось-горинском поднятии (рис. 2, III). Дешифрируемый контур структуры раз

Рис. 3. Сопоставление альтиметрических и структурных карт некоторых локальных структур Южного Тимана (по Г. Д. Удоту, 1971,1979).

1 — скважины; 2 — изолинии; 3 — контур нефтегазоносности. I — Войвожская структура: а— альтиметрическая карта, б — структурная карта по кровле III пласта (D 2 C1 1 ); II — Кушкодж-ская структура: а — альтиметрическая карта, б — структурная карта по кровле силура

вернут на северо-восток, а прогнозируемые разрывные нарушения по простиранию и местоположению примерно совпадают с тектоническими дислокациями в осадочном чехле (рис. 3, III, б).

Морфометрический показатель отражает степень расчлененности или мозаичность ландшафта и весьма изменчив, так как зависит от гипсометрии, литологии и трещиноватости геологического субстрата [4]. Так, например, на Кушкоджском поднятии в морфографическом контуре прогнозируются разрывные нарушения и развитые на крыльях небольшие дислокации (рис. 2, II). Последние могут отражать трещиноватость пород в результате роста структуры.

Гипсометрический показатель отражает выраженность структур в современном рельефе. В связи со слабым отражением этого показателя на космоснимках, анализ гипсометрии рельефа в пределах структур проводился с помощью альтиметрических построений. Альтиметрические карты строятся по высотным отметкам скважин и представляют собой упрошенные схемы современной поверхности выравнивания. Подобные построения использовались Г. Д. Удотом при анализе локальных структур Тимано-Пе-чорской провинции и несомненно дают дополнительную информацию [9, 10]. В результате анализа гипсометрии с помощью альтиметрических построений установлена выраженность исследованных локальных поднятий Южного Тимана в современном рельефе. Некоторым структурам (Войвожская, Кушкоджская) в современном плане отвечают поднятия схожей формы, размеров и ориентировки (рис. 3).

Формирование дистанционных образов структур чехла осуществляется путем пространственного совмещения всех или нескольких показателей при обязательном наличии морфографического. Использование в процессе дешифрирования космических материалов полученных с различных спутников (Landsat, ASTER, ALOS), в различное время и сезоны способствует взаимодополнению результатов структурного анализа и наиболее надежному выявлению локальных поднятий (рис. 4).

Рис. 4. Результаты дешифрирования на Кушкоджской структуре по различным материалам космических съемок: а — Landsat

(TM), б — ASTER, в — ALOS (PALSAR). 1 — дешифрируемый контур; 2 — разрывные нарушения

По данным геолого-геофизических исследований локальные деформации осадочного чехла на Южном Тимане унаследованы от поверхности фундамента и их формирование тесно связано с подвижками блоков фундамента. Фиксация локальных структур на космических материалах, а также выраженность в современном рельефе в виде поднятий, свидетельствует об активности блоков фундамента и на неотектоническом этапе, обусловившей проявленность поднятий чехла в ландшафте. При анализе истории развития локальных структур Г. Д. Удотом установлено, что некоторые поднятия Южного Тимана характеризуются значительным проявлением структурообразующих процессов на новейшем этапе, в результате которых структуры целиком возникали, переформировывались и появлялись вновь (Войвожская, Кушкоджская, Седъельская) [10]. Это указывает на значительную скорость роста структур и формирование приуроченных к ним скоплений углеводородов также в новейшее время. Поэтому картирование по материалам космических съемок локальных структур, активных на новейшем этапе и проявленных в ландшафте, при установленной нефтегазоносности территории, имеет важное практическое значение при нефтегазопоисковых работах.

Рассмотренные выше примеры результатов структурного анализа космоснимков на известных структурах показывают возможность выявле ния локальных поднятий по космическим данным. Опознавание в ландшафте и на дистанционных материалах известных структур при анализе структурно-индицирующих признаков позволяют сформировать представление о выраженности складчатых форм в облике земной поверхности. Сформированные дистанционные образы структур могут служить априорной информацией при последующем проведении сейсморазведочных работ и прогнозировании подобных объектов на прилегающих слабо изученных геолого-геофизическими исследованиями площадях.