Морфоструктурные и вещественные характеристики магматических образований Енисей-Хатангского прогиба: новые результаты анализа геофизических данных

В последнее десятилетие для уточнения УВ-по-тенциала центрального арктического сектора России и поиска новых месторождений высокими темпами проводится комплексное геолого-геофизическое изучение строения Енисей-Хатангского регионального прогиба [1, 2]. По данным современных профильных зондирований МОГТ-2D и МТЗ, составляющих основу комплекса, удалось детализировать строение значительной части его мезо-зой-кайнозойского чехла, включая области осевых мегавалов, закартировать нижнемеловые клиноформы, юрские и другие перспективные осадочные комплексы, являющиеся объектами первостепенного внимания нефтяников. В то же время наиболее эффективная стратегия «широкого поиска», включающая также интерес к менее исследованным комплексам доюрского основания и палеозойским отложениям бортов прогиба, требует опоры на знания о глубинном строении региона и истории его тектонического развития, без которых нельзя обеспечить научный геологический прогноз. По результатам работ ([3–5] и др.) построены глубинные геолого-геофизические модели Енисей-Хатангско-го регионального прогиба и его обрамления. На основе интерпретации профильных образов МОГТ (включая транскоровые разрезы) с привлечением гравимагнитных и магнитотеллурических (МТ) данных выявлены тектонические особенности региона, трактовка которых может быть согласована с ранее выдвинутыми гипотезами о рифтогенной природе прогибов в его пределах ([6–9] и др.).

Подтверждением существования Енисей-Ха-тангского рифта явились построенные А.П. Афа-насенковым с соавторами [10] объемные плотностная и магнитная модели региона, выявившие признаки существенной базификации коры в центральной части прогиба. С учетом этих результатов для ряда нефтегазоносных комплексов Енисей-Ха-тангского регионального прогиба построены структурно-тектонические модели, необходимые для ориентировки дальнейших поисков, а также обоснованного моделирования целевых структур верхних этажей разреза [1]. Генетическая связь процесса рифтогенеза Енисей-Хатангского регионального прогиба с большой трапповой провинцией Восточной Сибири (Сибирским суперплюмом) ([11–14] и др.) определяет важность анализа моделей глубинного строения Енисей-Хатангского регионального прогиба как для фундаментальной геологической науки, так и для воссоздания геодинамических моделей развития прогиба в прагматичных целях нефтегазового прогноза.

Регионально-поисковая стадия изучения Ени-сей-Хатангского прогиба близка к завершению, хотя новые данные по-прежнему позволяют актуализировать модели его строения. Настоящее исследование посвящено этой цели и сфокусировано на изучении пермотриасовых магматических образований, возникших в ключевой момент зарожде- ния прогиба и остающихся одним из важнейших элементов современной глубинной архитектуры Енисей-Хатангского регионального прогиба. Эти структуры — значимые индикаторы для прогноза и широкого поиска УВ, они часто недоступны для геологического изучения но, как правило, четко проявлены геофизическими аномалиями.

Для решения поставленной задачи использовался комплекс материалов глубинной геофизики: профильные сейсмические и МТ-данные, площадные распределения потенциальных полей. Их анализ и интерпретация велись главным образом с использованием алгоритмических и технологических подходов геоинформационного комплекса ГИС INTEGRO [15]. В статье представлены особенности пространственно-глубинного распределения интрузивных и эффузивных образований, выявленные по материалам качественного анализа комплексных геофизических данных и уточненные с помощью соответствующих процедур инверсии и моделирования. Полученные сведения о магматических структурах Енисей-Хатангского прогиба обсуждаются в аспекте нефтегазового прогноза, а также в связи с гипотезами об этапах активности Хатангского локального центра Сибирского супер-плюма.

Пермотриасовые магматические комплексы центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба

Структурно-тектонический план центральной части Енисей-Хатангского прогиба (рис. 1) определяют поднятия Янгодо-Горбитского выступа, Та-рейского, Рассохинского и Балахнинского мегавалов и сопряженные зоны погружения — Агапский, Пайтурминский, Дудыптинско-Боганидско-Жда-нихинский прогибы. В пределах последних толща морских и континентальных отложений палео-зой-мезозойского осадочного чехла, вероятно залегающего на докембрийском складчатом основании, может достигать мощности около 20 км [1]. С севера область ограничена южной складчато-надвиговой зоной позднепалеозой-раннемезозойского орогена Таймыра, а с юга — северными структурами (моноклизами) Тунгусской синеклизы и Анабарской антеклизы (Госгеолкарта, ГГК, 1000\3, R47-48, S46-47). Геохронология и геодинамическая история формирования Енисей-Хатангского регионального прогиба и его обрамления во многом остаются дискуссионными [3–5, 12, 13, 16], однако гипотеза о его рифтогенной природе в настоящее время принята наибольшим числом исследователей. Последняя хорошо согласуется с региональной геодинамической активизацией палеозой-мезозойского рубежа, проявленной мощным магматизмом в пределах современного прогиба и коррелированной с геологическим событием глобального значения — излиянием платобазальтов Сибирской трапповой провинции [6, 12, 17]. Сформированные этими процессами магматические структуры контрастируют по физиче-

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 1. Геолого-структурная схема центральной части Енисей-Хатангского прогиба на фоне карты гравитационного поля

Fig. 1. Geological and structural scheme of the central part of the Yenisei-Khatanga Trough against the background of gravity field map

< –50

–50...–45

–45...–40

–40...–35

–35...–30

–30...–25

–25...-20

-20...–15

–15...–10

–10...–5

–5...0

0–5

5–10

10–15

15–20

20–25

25–30

30–35

35–40

40–45

45–50

50–55

55–60

60–65

65–70

70–75

>75

∆ g , мГал

1 — Анабарская антеклиза; 2 — Тунгусская синеклиза; 3 — рифейские рифтогенные прогибы (М-К — Маймеча-Котуйский, Х — Хатангский); 4 — Южно-Таймырский палеозойский инверсионный прогиб; 5 — Озеро-таймырско-Южнобыррангская складчатая система; 6 — Хатангский локальный центр Сибирского суперплюма; 7 — Енисей-Ха-тангский прогиб; 8 — Янгода-Горбитское поднятие; 9 — мегавалы (РС — Рассохинский, БХ — Балахнинский, КТ — Котуйский, Т — Та-рейский, СМ — Самоедский); 10 — палеозой-мезозойские впадины и прогибы (АГ — Агапский, ПТ — Пайтурминская, ДД — Ду-дыптинская, ЖД — Жданихинская, БГ — Бо-ганидская, УХ — Усть-Хатангская, ЛГ — Логат-ская); 11 — 2-я и 3-я Чайкинско-Пуринские палеозой-мезозойские впадины; 12 — наиболее крупные глубинные разломы (1 — Чангодинский, 2 — Тонамо-Куринский, 3 — Маганский, 4 — Вилюй-Котуйский, 5 — Котуйканский, 6 — Енисей-Хатангский, 7 — Пограничный, 8 — Красносопочный); 13 — прочие разломы; 14 — глубинные тектономаг-матические структуры купольного типа с интрузиями щелочно-ультраосновного состава (1 — Гулинская, 2 — Луктахская, 3 — Верхнетаймырская, 4 — Хетская, 5 — Балахнинская, 6 — Одихинчинская, 8 — Романихинская, 9 — Каменская, 10 — Икомская); местоположения

пунктов отбора проб пород магматических комплексов, тяготеющих к глубинным тектономагматическим структурам купольного типа, по которым проводился статистический анализ ( 15 – 18 ): 15 — боотанкагский оливинит-габбро-долеритовый, 16 — дюмталейский умеренно щелочной шрисгеймит-феррогаббро-диоритовый, 17 — восточно-таймырский субщелочной диорит-габбро-долеритовый, 18 — быррангский долеритовый; комплексы, выделенные по данным предшественников ( 19 – 21 ): 19 — контайский монцогаббро-монцодиоритовый (материалы 1000/3, R-47), 20 — гулинский клинопироксенит-дунитовый (материалы ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2019), 21 — маймеча-котуйский ийолит-карбонатитовый щелочной (материалы ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2019); и нтрузии, локализованные в глубинных магматических структурах с верхними кромками на уровнях от -3 до -10 км ( 22 – 24 ): 22 — базитовые и ультрабазит-базитовые, 23 — гранитоидов, 24 — покровы и дайки основного состава

1 — Anabarsky anteclise; 2 — Tungussky syneclise; 3 — Riphean riftogenic troughs (М-К — Maimecha-Kotuisky, Х — Khatangsky); 4 — South Taimyrsky Palaeozoic inversion trough; 5 — Ozerotaimyrsky-Yuzhnobyrrangsky fold system; 6 — Khatangsky local centre of the Siberian superplume; 7 — Yenisei-Khatanga trough; 8 — Yangodo-Gorbitsky high; 9 — megaswells (РС — Rassokhinsky, БХ — Balakhninsky, КТ — Kotuisky, Т — Tareisky, СМ — Samoedsky); 10 — Palaeozoic-Mesozoic depressions and troughs (АГ — Agapsky, ПТ — Paiturminsky, ДД — Dudyptinsky, ЖД — Zhdanikhinsky, БГ — Boganidsky, УХ — Ust’-Khatangsky, ЛГ — Logatsky); 11 — Chaikinsko-Purinsky 2-nd and 3-rd Palaeozoic-Mesozoic depressions; 12 — largest deep faults (1 — Changosinsky, 2 — Tonamo-Kurinsky, 3 — Magansky, 4 — Vilyui-Kotuisky, 5 — Koitukansky, 6 — Yenisei-Khatangsky, 7 — Pogranichny, 8 — Krasnosopochny); 13 — other faults; 14 — deep-seated dome-type tectonomagmatic structures with alkali-ultrabasic intrusions (1 — Gulinsky, 2 — Luktakhsky, 3 — Verkhnetaimyrsky, 4 — Khetsky, 5 — Balakhninsky, 6 — Odikhinchinsky, 8 — Romanikhinsky, 9 — Kamensky, 10 — Ikomsky); points of igneous complex sampling, which are tending towards the deep-seated dome-type tectonomagmatic structures used in statistical analysis (15–18): 15 — Bootankagsky olivinite-gabbro-dolerite, 16 — Dyumtaleisky moderately alkaline schriesheimite-ferrogabbro-diorote, 17 — east-Taimyrsky subalkaline diorite-gabbro-dolerite, 18 — Byrrangsky dolerite; complexes identified using the legacy data (19–21): 19 — Kontaisky gabbrosyenite-monzodiorite (1000/3, R-47 materials), 20 — Gulinsky clinopyroxenite-dunite (VSEGEI FGBU materials, 2019), 21 — Maimecha-Kotuisky ijolite-carbonatite alkaline (VSEGEI FGBU materials, 2019); intrusions localized in deep-seated magmatic structures with top depths ranging from -3 to -10 km (22–24): 22 — basic and ultrabasic-basic, 23 — granitoid, 24 — basic mantles and dikes ским свойствам с вмещающими осадочными породами и во многом обусловливают уникальный аномальный характер геофизических полей на территории Енисей-Хатангского регионального прогиба и обрамления. Кратко опишем использованные в анализе вещественные характеристики магматических комплексов, слагающих наиболее значительные аномалиеобразующие объекты.

В районе исследования известны крупные тектономагматические структуры: Луктахская и Верхнетаймырская (северное обрамление Янгодо-

Горбитского выступа, Южно-Быррангский район), а также крупнейший Гулинский массив и генетически близкие магматические образования меньших размеров в Маймеча-Котуйской структурно-фациальной зоне (см. рис. 1). Эти полифазные интрузивы периода от поздней перми до позднего триаса, внедренные в вулканогенно-осадочные и терригенные доюрские толщи, атрибутируются как структуры купольного типа и хорошо выделяются контрастными изометричными магнитными и гравитационными аномалиям.

GEOPHYSICAL SURVEYS

Луктахская и Верхнетаймырская структуры, практически не выходящие на поверхность, выявлены в пределах гор Бырранга по геофизическим и скважинным данным (см. рис. 1). В контурах вызванных ими интенсивных аномалий потенциальных полей обнаружены средне-позднетриасовые образования умеренно щелочного ультрабазит-базитового дюмталейского комплекса, в среднем течении р. Большая Таймыра вскрытые скважинами среди вулканогенных и терригенно-угленосных образований поздней перми – раннего триаса.

Комплекс, по строению сходный с рядом норильских расслоенных интрузивных образований, включает серии с сульфидной минерализацией и горизонтами титаномагнетитовых руд (до 10 м) [18]. Согласно Госгеолкарте (ГГК 1000/3, лист S46), он датируется как средне-позднетриасовый.

В обрамлении Луктахской и Верхнетаймырской структур располагаются раннетриасовые образования боотанкагского и быррангского уль-трабазит-базитовых, а также средне-позднетриасового восточно-таймырского базитового комплексов. Образования быррангского комплекса среди верхнепалеозойских отложений образуют многоярусные ассоциации параллельных доле-ритовых силлов мощностью 5–80 м, протяженностью до 40 км и прорываются расслоенными интрузиями боотанкагского плутонического комплекса.

На схему рис. 1 вынесены пункты отбора и описания петротипов магматических образований региона Енисей-Хатангского регионального прогиба (по [19]), которые классифицировались по базе данных их силикатных анализов (составлена по материалам ГГК 1000/3: S-46, 47, 48 49 и R-46, 48, 49). Классификация с помощью инструментария многомерной статистики показала, что аналоги вышеперечисленных базитовых и ультрабазит-базитовых комплексов, образующих в пределах Янгодо-Горбитского выступа статистически значимые таксоны, выявляются и на южном борту Енисей-Хатангского регионального прогиба, где также тяготеют к купольным текто-номагматическим структурам (см. рис. 1).

В южном борту прогиба (Маймеча-Котуйская структурно-фациальная зона) расположена Гулин-ская ультрамафитовая интрузия, входящая в состав полиформационного Гулинского массива — крупнейшего в мире образования ультрамафит-ийо-лит-карбонатитовой формации, выявленного по интенсивным аномалиям потенциальных полей (см. рис. 1) и перекрытого с севера мезозой-кайнозой-скими отложениями почти на двух третях площади его поверхности [20–22].

Породы Гулинского силлолакколита представлены в основном дунитами и пироксенитами [20]. Согласно работе [20], а также ГГК 1000/3, R47, они объединены в самостоятельный гулинский раннетриасовый дунит-клинопироксенитовый ком- плекс, прорванный полифазными штоками май-меча-котуйских щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов. Возраст карбонатитов последней фазы, по данным современного изотопного датирования различными методами [21, 22], составляет около 250 млн лет.

В пределах Маймеча-Котуйской структурно-фациальной зоны известно еще несколько ще-лочно-ультрамафитовых структур центрального типа, а в непосредственной близости от Гулинского массива, в борту прогиба, скважиной вскрыта Кон-тайская интрузия раннетриасового расслоенного монцогаббро-монцодиоритового комплекса (записка к ГГК 1000/3, R-47) (см. рис. 1).

Для анализа региональных геофизических данных требовались обобщенные оценки плотностных и магнитных свойств полифазных магматических образований и вмещающих пород основных структурных этажей разреза Енисей-Хатангского регионального прогиба. Они определялись с использованием схем структурно-формационного районирования по возрастным срезам, сопровождаемых стратиграфическими колонками для каждой структурно-фациальной зоны (материалы листов S-46 и R-47), а также сведений об атрибуции интрузивных комплексов, литологии и мощностях стратифицированных образований. Плотностные, магнитные и электрические свойства литологических разностей взяты из отчета (Афанасенков А.П., 2016) и из материалов [23, 24].

Методы и результаты анализа геолого-геофизических материалов

Анализ площадных распределений потенциальных полей

В потенциальных полях центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба широко проявлены аномальные эффекты интрузивных тел и эффузивов основного и ультраосновного состава, залегающих в осадочном чехле и фундаменте прогиба. Если в гравитационном поле аномалиеобразующими объектами являются также и рельеф глубинных границ раздела, латеральные изменения состава пород и др., то, в силу немагнитности большинства вмещающих пород, основным источником магнитных аномалий оказываются именно магматические структуры. Поэтому основным инструментом выделения последних служил пространственный анализ магнитного поля в совокупности с имеющимися сведениями об их составе и физических свойствах с учетом поведения гравитационного поля (рис. 2).

Протяженные зоны интенсивных положительных магнитных аномалий

В магнитном поле региона исследований выделяется сеть крупных линейно вытянутых положительных аномалий, объединяющихся в протяженные зоны длиной в сотни километров (при средней ширине 15–20 км) (рис. 3). Практически на всем

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 2. Схема районирования магнитного и гравитационного полей с элементами интерпретации в терминах аномалиеобразующих магматических образований

Fig. 2. Scheme of magnetic and gravity fields zonation with elements of interpretation in terms of anomalous magmatic formations

84°0'0"

102°0'0"

72°0'0"

72°0'0"

90°0'0"

1        2       3       4       5       6       7

8        9       10      11      12      13      14

• 1    — граница мезозойских осадочных пород Енисей-Хатангского прогиба; 2 — зоны крупных линейных положительных магнитных аномалий (источники в бортах прогиба на глубинах 3–10 км); 3 — зоны слабых линейных положительных магнитных аномалий (источники в центральной части прогиба на глубинах > 10–15 км); 4 — области совпадения магнитных и гравитационных аномалий в пределах зон; 5 — контуры максимумов магнитного поля в пределах зон; 6 — области обнажений пермотриасовых туфобазальтовых комплексов; 7 — интенсивные положительные аномалии магнитного поля в пределах областей (предположительно, подводящие дайки основного состава); 8 — умеренные положительные аномалии магнитного поля (участки развития туфобазальтов под осадками); 9 — магнитные аномалии повышенной интенсивности (предполагаемые участки увеличенной мощности туфобазальтов); 10 — узкие линейные положительные аномалии магнитного поля (предположительно, дайки основного состава); 11 — локальные гравитационные аномалии; картирующие интрузивные тела основного и ультраосновного состава, 12 — области положительного гравитационного поля (предположительно, связанные с распространением пород повышенной плотности на глубине); 13 — валы по гравитационным данным; 14 — сейсмические профили; 15 — контур эрозионного среза Гулинского массива

• 1    — boundary of Mesozoic sedimentary rocks in the Yenisei-Khatanga trough; 2 — zones of large positive linear magnetic anomalies (sources in the trough flanks at the depths 3–10 km); 3 — zones of low-amplitude linear magnetic anomalies (sources in the central part of the trough at the depths > 10–15 km); 4 — areas where magnetic and gravity anomalies coincide within the zones; 5 — contours of magnetic field maximums within the zones; 6 — areas of Permian-Triassic tuff-basalt series outcropping; 7 — high-amplitude positive anomalies of magnetic field within the areas (supposedly, basic feeder dikes); 8 — moderate positive anomalies of magnetic field (areas of tuff-basalt occurrence below sediments); 9 — higher-amplitude anomalies of magnetic field (supposed areas of larger thickness of tuff-basalt); 10 — narrow linear positive anomalies of magnetic field (supposed basic dikes); 11 — local gravity anomalies responding to basic and ultrabasic intrusive bodies; 12 — areas of positive gravity field (supposedly associated with deep occurrence of rocks having higher density); 13 — swells according to gravity data; 14 — seismic lines; 15 — outline of the Gulinskiy massif erosional truncation

протяжении они совмещаются с положительными аномалиями гравитационного поля и простираются преимущественно субширотно или в северо-северо-восточном направлении.

Сопоставление с картой рельефа поверхности пермских отложений (см. рис. 3 А) показывает, что эти зоны оконтуривают центральную, наиболее погруженную часть Енисей-Хатангского прогиба, маркируя полосы наибольшего градиента его склона. Аномалии магнитного поля асимметричны. Мень -ший градиент со стороны впадины свидетельствует о более пологом внутреннем контакте крутопадающих аномалиеобразующих объектов — вероятно, массив- ных интрузивных тел основного или ультраоснов -ного состава. Глубина их верхней кромки по магнитным данным оценивается 5–7–10 км, что согласуется с заключениями в отчете (Н.В. Нарский, 2016).

В центральной части площади картируются две зоны также совпадающих гравимагнитных аномалий субмеридионального простирания, которые ответвляются от северной бортовой зоны центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и уходят практически вкрест его простирания на север, где наиболее мощная из них разворачивается на северо-запад (см. рис. 3 B), оконтуривая Янгодо-Горбитский выступ.

GEOPHYSICAL SURVEYS

Рис. 3. Линейные зоны положительных аномалий на карте локальной составляющей магнитного поля (A) и структурная карта кровли пермских отложений, построенная в ходе разработки плотностной модели центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба (B)

Fig. 3. Linear zones of positive anomalies on the map of local component of magnetic field (A) and depth map of Permian Top created during the course of density model building for the central part of the Yenisei-Khatanga Regional Trough (B)

I                        — ■ Д T , нТл

-400 -300 -200 -100   0   100  200  300  400

1 — изогипсы, км.

Остальные усл. обозначения см. на рис. 2

• 1    — structural contour, km.

For other Legend items see Fig. 2

Аналогичные бортовым аномалиям по размерам в плане и по простиранию, но более слабые и симметричные аномальные зоны выделяются также в центральной части впадины и образуют наиболее протяженную линейную зону на западе исследуемой области (см. рис. 3 А). Их слабая интенсивность может определяться большой глубиной залегания магнитных источников в донной части прогиба.

Линейные цепочки положительных магнитных аномалий

На рассматриваемой территории цепочки узких локальных положительных аномалий маг- нитного поля характерны для центральной части Енисей-Хатангского прогиба и Янгодо-Горбитского поднятия (см. рис. 2).

Ряд этих аномалий расположен в районе центральных валов Енисей-Хатангского прогиба, где они характеризуются субширотным и северо-восточным простиранием, согласным простиранию инверсионных структур. Аномалии приурочены как к осевым частям валов, так и к их бортам и нередко пространственно коррелируют с линейными зонами локальных гравитационных аномалий. Наиболее вероятна их связь с дайковыми комплексами, однако, согласно скважинным данным, есть и другие источники — останцы траппов.

Аномалии магнитного поля, связываемые с трапповым магматизмом

На южном и юго-восточном бортах Енисей-Ха-тангского прогиба закартированы обширные площади проявления траппового магматизма. В магнитном поле они характеризуются мозаичной картиной аномалий, во многом обусловленной эрозией лавовых плато (см. рис. 3 A). Магнитные свойства туфобазальтовых комплексов позволяют оконтурить области их предполагаемого простирания под осадочными породами прогиба. Значительную по площади область более слабых, чем тунгусские, положительных аномалий на юго-востоке территории (Боганидский прогиб и его юго-восточный борт) можно картировать как область развития трапповых толщ (см. рис. 2). С погружением траппов во впадинах прогиба и при возможном сокращении мощности интенсивность магнитных откликов должна резко убывать, что ограничивает возможности их площадного прослеживания по магнитным данным.

Широкое развитие различных туфобазальтовых образований можно предполагать и на площади Янгодо-Горбитского выступа, скрытой под мезозойским чехлом (см. рис. 2). Здесь выделяются две крупные области с положительным магнитным полем, разделенные линейной зоной его понижения. Описываемые области не отражаются в гравитационном поле, поэтому мощности их магнитных источников, скорее всего, невелики. На севере восточной выделенной области закартированы выходы на поверхность складчатых трапповых толщ и узких силлов, что повышает достоверность предположения о наличии подобных образований под осадками в пределах обеих аномальных областей.

Обширные проявления траппового магматизма, картируемые геологами в пределах Южно-Таймырской области, севернее границы распространения осадочных пород Енисей-Хатангского прогиба, в магнитном поле отражаются по-разному (рис. 4, см. рис. 2). Так, туфобазальты складчатой верхне-тамской свиты раннего триаса имеют высокую положительную намагниченность и участки их распространения в основном совпадают с участками положительных магнитных аномалий, а траппы ла- бакской свиты пространственно совмещаются преимущественно с отрицательным магнитным полем (см. рис. 4 В), что подтверждается спецификой их остаточной намагниченности (согласно записке к ГГК S46).

По магнитному полю можно предполагать продолжение описанных магматических структур на юг, под осадочные отложения Енисей-Хатангско-го регионального прогиба. Здесь они, вероятно, служат источниками целого ряда положительных магнитных аномалий изометричной формы (см. рис. 3), которые практически не отражаются в гравитационном поле. Учитывая возможное обратное намагничение траппов, они могут занимать не только участки с повышенным магнитным полем, но и площади отрицательных аномалий между ними. Подобные признаки развития вулканитов под мезозойскими осадками во впадинах, к югу от полосы резкого погружения палеозойских толщ (см. рис. 3 B), по магнитным данным не могут быть выявлены уверенно. Однако в зонах инверсионных поднятий они вновь могут фрагментарно проявляться слабыми магнитными аномалиями.

Гравитационные и магнитные аномалии от крупных интрузивов

На территории исследования выделяются участки совпадения ярких изометричных магнитных и гравитационных (до десятков миллигал) аномалий, что позволяет идентифицировать их источники как основные или ультраосновные внедрения. Так, на севере Янгодо-Горбитского выступа картируется гравитационная аномалия с двумя локальными максимумами (см. рис. 1, 2), совпадающими с областью интенсивного магнитного поля. Базит-ультрабазитовый состав ее источников подтвержден бурением, а обширность аномалии поля силы тяжести свидетельствует о глубоких корнях тектономагматических структур.

На юго-востоке территории выделяется аналогичная область с еще более крупными гравимаг-нитными аномалиями, отвечающая Гулинскому массиву щелочных ультрамафитов раннего триаса, внедренному в трапповые формации (рис. 5 В, см. рис. 2). Размер аномалии наблюденного гравитационного поля (см. рис. 1) гораздо больше эрозионного среза массива, что свидетельствует о возможном присутствии на глубине огромного объема магматических масс. Локальная аномалия силы тяжести свидетельствует о высокой избыточной плотности этого объекта и о его погружении на северо-запад под мезозойские осадочные породы (см. рис. 5 A).

В отличие от компактного максимума гравитационного отклика, в магнитном поле Гулинскому массиву отвечают знакопеременные аномалии (см. рис. 5 B), что может быть связано с различиями магнитных свойств вещества внедрений разных этапов. Датировки магматических структур массива позволяют отнести его образование к пермотриа-

Рис. 4. Фрагменты геологической карты (A) и карты Δ Т _а (B) Южно-Таймырского прогиба

Fig. 4. Fragments of geological map (A) and Δ Т _а map (B), South Taimyrsky trough

81 о 0'0"

87о0'0"

73о0'0"

87о0'0"

-400     -300     -200     -100      0

100     200     30 0     400

Δ Т , нТл

Обнажения туфобазальтов свит нижнего триаса ( 1 , 2 ): 1 — верхнетамской (T₁vt), 2 — лабакской (T₁lb)

Lower Triassic tuff-basalt outcrops in the formations ( 1 , 2 ): 1 — Varkhnetamsky (T₁vt), 2 — Labaksky (T₁lb)

Рис. 5. Положение Гулинского массива на картах локальных аномалий гравитационного (A) и аномального магнитного (B) полей

Fig. 5. Position of the Gulinsky Massif on the maps of local gravity anomalies (A) and anomalous magnetic field (B)

• 1    — область локализации глубинной габброидной интрузии борта прогиба; 2 — положительные изолинии магнитного поля;

• 3    — линии сейсмических профилей.

Остальные усл. обозначения см. на рис. 2

• 1    — area of deep-seated gabbroid intrusion localization in the trough flank; 2 — positive contour lines of magnetic field; 3 — seismic survey lines.

For other Legend items see Fig. 2

совому суперхрону смешанной полярности геомагнитного поля [17, 20–22], чем и объясняется их разнонаправленная остаточная намагниченность. Впервые объяснение отрицательным магнитным аномалиям в районе рек Маймеча и Котуй было приведено в работе [25]. Позднее Э.Н. Линд (1998) обобщил многочисленные измерения магнитных свойств магматических пород провинции. В целом была подтверждена обратная намагниченность дунитов Гулинского массива и отмечены их существенно меньшие (в 4–5 раз) значения магнитной восприимчивости по сравнению с меланонефели-нитами и перидотитами. Там же и в [17] рассмотрены магнитные свойства вмещающих Гулинский массив вулканических пород, излившихся в раннем триасе в периоды различной полярности палеополя и сохранивших направления первоначальной намагниченности благодаря высокой остаточной компоненте.

Анализ палеомагнитных данных и геологической карты области Гулинского массива показал, что наибольшую положительную аномалию создают сильно намагниченные породы маймеча-котуйско-го ийолит-карбонатитового комплекса, формирующие центральные области этого сложного интрузива (см. рис. 5 В). Тогда как покровы дельканской свиты (знакопеременная остаточная намагниченность), простирающиеся под мезозойскими осадками и, по-видимому, перекрывающие погруженную часть лакколита отрицательно намагниченных дунитов, в совокупности с последним определяют наблюдаемый характер пространственно-глубинного распределения магнитных аномалий непосредственно на северо-запад от обнажений массива (рис. 6 D, см. рис. 5).

На участке, расположенном далее к северо-западу от Гулинского массива и его неглубоко погребенной части, соотношения аномалий потенциальных полей имеют иной характер. Здесь крупная положительная магнитная аномалия меридионального простирания (см. рис. 5) практически совпадает с контурами положительной гравитационной аномалии, что свидетельствует об их едином, достаточно однородном, по-видимому, габброидном, источнике, а интенсивность и градиенты гравитационной аномалии — о глубинном положении его наиболее плотного ядра. Интенсивные локальные гравитационные аномалии, созданные подходящими близко к поверхности породами Гулинско-го массива, окаймляют, но не перекрывают этот глубинный объект, что, возможно, связано с более поздним внедрением ультрамафитов, «обтекающих» контуры габброидов.

Результаты проведенного анализа площадных гравимагнитных образов Гулинского массива и других магматических образований Енисей-Хатангско-го регионального прогиба послужили необходимой основой для дальнейших шагов в построении реалистичных моделей их глубинной морфологии.

Анализ комплекса профильных геофизических данных

Проанализированы материалы последнего десятилетия регионального изучения Таймыра и Ени-сей-Хатангского регионального прогиба по системе современных комплексных профилей МОГТ-2D и МТЗ (см. рис. 1, 2): глубинные мигрированные динамические и сейсмоэнергетические разрезы (до

22,5 км, обработка ВНИГНИ, пакет PRIME) и разрезы удельного электрического сопротивления (УЭС) до глубин 60 км (результаты профильных lD-инверсий, ООО «Северо-Запад» [24]). Их дополняли сечения 3D-моделей эффективных плотностей и намагниченности. По субмеридиональным профилям, допускающим квазидвухмерный анализ, выполнены 2D-инверсии.

Базовой информацией для комплексной интерпретации стали результаты корреляции отражающих сейсмических горизонтов (ОГ) в мезозойском осадочном чехле и их стратиграфической привязки по скважинам (рис. 7). Где было возможно, проводилась корреляция ОГ в палеозойских комплексах и труднее диагностируемой (в основном по смене волновой картины) поверхности кристаллического фундамента. Неоднозначность идентификации глубинных границ по сейсмическим данным усугублялась сложной дизъюнктивной тектоникой, требовала проведения анализа в рамках определенных геологических представлений, привлечения сведений о мощностях изучаемых стратиграфических комплексов и опоры на независимые геофизические данные. Нередко глубинные границы удавалось верифицировать с помощью электро-разведочных данных, по контрасту электропроводности выделяющих кровли катагенетически измененных палеозойских осадков, пермотриасового рифтового комплекса, коровые флюидизированные зоны, а в ряде случаев (в бортах прогиба, вне зон глубокого погружения и сильной тектонической раздробленности) — поверхность кристаллического фундамента. На рис. 7 C демонстрируются геоэлек-трические образы кровли поздней перми – раннего триаса и архей-протерозойских комплексов, принятые во внимание при проведении корреляции сейсмических границ.

Результаты корреляции сейсмических горизонтов обеспечивали каркас из поверхностей раздела верхней коры для градиентно-слоистой плотностной модели объемного глубинного распределения плотности Енисей-Хатангского регионального прогиба, строящейся в рамках научной тематики ВНИГНИ. В качестве примера на рис. 3 B показана поверхность пермского комплекса. Поверхности глубинных слоев модели — нижнего – среднего палеозоя (PZ1-2), рифея (RF), AR-PR-фун-дамента (F), гранулито-базитового слоя (кора) и Мохо (см. рис. 6) — также были получены пространственной интерполяцией профильных сечений их кромок, построенных по результатам комплексного анализа всех профильных и площадных геолого-геофизических данных. Последующее внесение в слои модели латеральных неоднородностей (магматических внедрений, разломов, зон дробления и флюидизации, блоков палеозойских пород различного вещественного состава) осуществлялось на основе анализа их профильных геофизических образов с учетом геологических данных и карт потенциальных полей.

GEOPHYSICAL SURVEYS

Рис. 6. Геофизические разрезы по профилю 624 с графиками магнитного и гравитационного полей Fig. 6. Geophysical cross-sections along 624 Line with magnetic and gravity profiled

A

3000 2500

500 0

–500 –1000 –1500 –2000

X , км 125 100 75 50 25 - 0 25 50

0 0 _B    –2_–,5₅

–7,5

–10

–12,5

–15

–17,5

–20

Δ g , мГал

Рассохинский мегавал выступ 25

Пайтурминский прогиб 100

СЗ

Янгодо-Горбитский усл. ед.

ЮВ Анабарская антеклиза

300 X , км

Δ T , нТл

Боганидский прогиб 200     225

УЭС, Ом . м

300 X , км

–5

П 100–300

300 X , км

<–1500

усл. ед.

<–0,2

–0,2...–0,18

–0,18...–0,16

–0,16...–0,14

–0,14...–0,12

–0,12...–0,09

–0,09...–0,07

–0,07...–0,05

–0,05...–0,03

–10

–15

–20

–25

–30

–35

Z , км

<242,

242,1–323,18

323,1–404,26 404,26–485,34 485,34–566,42 566,42–647,5 647,5–728,58 728,58–809,66 809,66–890,74 890,74–971,82 971,82–1052,9 1052,9–1133,98 1133,98–1215,06 1215,06–1296,14 1296,14–1377,22 1377,22–1458,3 >1458,3

–0,01–0,01 0,01–0,03 0,03–0,05 0,05–0,07

0,07–0,09

0,09–0,12 0,12–0,14

0,14–0,16 0,16–0,18 0,18–0,2 >0,2

усл. ед.

–1500...–1300

–1300...–1100

–1100...–900

–900.–700

I –500...–300 –300...–100

I I –100–100

900–1100

1100–1300

1300–1500

<0,27 0,27–0,32 0,33–0,39 0,39–0,47 0,47–0,57 0,57–0,68 0,68–0,82 0,82–0,99 0,99–1,19 1,19–1,44 1,44–1,73 1,73–2,09 2,09–2,51 2,51–3,03 3,03–3,65 3,65–4,39 4,39–5,29 5,29–6,37 6,37–7,67 7,67–9,24 9,24–11,12 11,12–13,4 13,4–16,13 16,13–19,43 19,43–23,4 23,4–28,18 28,18–33,94 33,94–40,88 40,88–49,23 49,23–59,29 59,29–71,4 71,4–85,99 85,99–103,57 103,57–124,7 103,57–124,73 124,73–150,21 150,21–180,91 180,91–217,87 217,87–262,39 262,39–316 >316

A — графики наблюденных потенциальных полей, В — сейсмоэнергети-ческий разрез; модели разреза (С , D ): C — избыточной плотности, D — избыточной намагниченности; модели разреза удельного электрического сопротивления по результатам инверсий ( E , F ): E — 1D, F — 2D (поперечной поляризации, Н).

1 — линии пересечения с сейсмическими профилями; границы слоев плотностной модели, построенные по результатам ( 2 , 3 ): 2 — профильной сейсмической корреляции ОГ в мезозойском осадочном чехле, 3 —анализа комплекса геолого-геофизических данных (в нижней части разреза); 4 — габброиды; 5 — гранодиориты; 6 — ультрамафиты; 7 — туфобазальты; 8 — разломные зоны; 9 — контуры сечений интрузивных и эффузивных образований (по результатам качественной интерпретации комплекса геофизических данных)

A — curves of observed gravity and magnetic fields; В — seismic energy section; model sections ( С , D ): C — excess density, D — excess magnetisation; sections of resistivity according to inversion results ( E , F ): E —1D, F — 2D (transverse magnetic polarization, Н).

1 — intersections with seismic survey lines; boundaries of density model layers drawn according to the results of (2, 3): 2 — line-based seismic reflector tracing in the Mesozoic cover, 3 — integrated analysis of geological and geophysical data (in the lower part of the section); 4 — gabbroid; 5 — granodiorite; 6 — ultramafic rocks; 7 — tuff-basalt; 8 — fault zones; 9 — outlines of intrusive and effusive bodies cross-sections (according to the results of integrated qualitative interpretation of gravity and magnetic data)

Профильный анализ заключался в совместном истолковании сейсмических и геоэлектрических образов, а также аномалий в сечениях объемных

моделей избыточных («эффективных») плотности и намагниченности, построенных в результате 3D-инверсий аномальных потенциальных полей

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 7. Сейсмодинамический разрез по линии профиля 606 Восточно-Таймырской площади с результатами корреляции ОГ в мезозойском и палеозойском осадочном чехле (A) и пространственный монтаж его пресечения с разрезом профиля 601 (B) с вынесенными геологическими колонками скважин Балахнинская (BLN), Кубалахская (KBL) и Массоновская (MSN)

Fig. 7. Seismic dynamic section along 606 Line (East Taimyrsky area) with the results of reflection horizon tracing in Mesozoic and Palaeozoic sedimentary cover (A) and three-dimensional fitting of its intersection with 601 Line section (B) with shown geological columns of Balakhninsky (BLN), Kubalakhsky (KBL), and Massonovsky (MSN) wells

ЮЗ

0        5

10      15      20      25      30      35      40

СВ 45 Х , км

0 -A

К 1

–1

J 2

–2

–4

–6

Z , км

J 1

T 2

P 2

C

ЮВ

СЗ

УЭС, Ом . м

^^^■шшшшшшг^е

0,31 0,56  1  0,78 3,16 5,62 10 17,8 31,6 56,2 100 178 316

C — разрез УЭС по профилю 601 с элементами интерпретации.

1 — кровля комплекса поздней перми – раннего триаса по изолинии 15 Ом ∙ м; 2 — кровля архей-протерозойского фундамента (a — уверенная, b — предположительная); 3 — результаты корреляции сейсмических ОГ

C — resistivity section along 601 Line with elements of interpretation.

1 — Lower Permian – Upper Triassic series Top: 15 Ohm ∙ m contour line; 2 — Archean-Proterozoic Basement (a — confident, b — supposed); 3 — results of seismic reflectors tracing средствами комплекса ГИС INТEGRO [15]. Из-за ограниченной глубинности сейсмических данных основную роль в выявлении аномалиеобразующих объектов нижней коры и верхней мантии сыграли материалы потенциальных полей и электроразведки (с опорой на обобщенные сведения о физических свойствах породных комплексов, слагающих Енисей-Хатангский региональный прогиб).

Идентификация глубинных интрузивов

Процедура и критерии идентификации образов глубинных магматических образований проиллюстрированы материалами профиля 624 Центрально-Таймырской площади (см. рис. 1–3, 5), секущего вкрест прогиб и выходящего на магматические структуры Гулинского массива и Верхнетаймырской интрузии. На рис. 6 демонстрируются анализируемые геофизические разрезы с построенным при разработке объемной плотностной модели каркасом основных сейсмоплотностных границ, а также со схематическими контурами сечений магматических тел, намеченных по результатам качественной комплексной интерпретации. Локализованы сечения интрузий основного состава (главные критерии — положительные гравитационные и магнитные аномалии); ультрамафитовых (положительные гравитационные и пониженные магнитные) и среднего состава (слабые гравитационные, отсутствие или слабые магнитные), а также туфобазальтовые слои (положительные магнитные, слабые или отсутствующие гравитационные аномалии). Разломные зоны выделены главным образом по МТ-данным и понижению гравитационного поля.

К критериям выделения в сейсмодинамиче-ских разрезах массивных по текстуре интрузивных образований относят потерю корреляции и снижение амплитуды отражений, особенно отчетливые для внедрений в ритмично-слоистые толщи осадочных пород с контрастами акустического импеданса. На построенных авторами сей-смоэнергетических разрезах (представляющих распределение энергии отражений, сглаженное в окне 750 × 250 м) подобные объекты маркируются однородными голубыми полями низких значений энергии. Так, положение двух крупных интрузивных тел отмечается на участках профиля 75–100 км (глубины 6-20 км) и 225-275 км (5-22,5 км) в северном и южном бортах Пайтурминского и Бога-нидского прогибов соответственно (см. рис. 6 A). Схожую сейсмическую картину имеют ослабленные разломные зоны (например, на Янгодо-Горбит-ском выступе, пикеты 25-35 км) или сильно раздробленные и флюидизированные донные области прогибов вблизи валов (130–150 и 175–220 км по бортам Рассохинского вала). Магматические объекты можно различить по их откликам в других полях: поясам «бортовых», по-видимому, габброидных интрузий, дважды пересеченным профилем 624, отвечают коррелированные положитель- ные гравитационные, магнитные и геоэлектри-ческие аномалии (см. рис. 6 C–E). Те же критерии выделяют долеритовые силлы (быррангский комплекс?) в верхних горизонтах Горбитского выступа (см. рис. 6 A-D).

В регионе исследования также встречаются высокоплотные немагнитные интрузивы. К ним относятся ультрабазитовые тела, уступающие габ-броидам по индуктивной намагниченности, но имеющие высокую остаточную. Ультрамафитам Гулинского массива, сформировавшимся в эпоху обратной полярности геомагнитного поля, отвечает отрицательная аномалия избыточной намагниченности при высокой избыточной плотности (см. рис. 6 C, D, глубины 1-6 км, пикеты 280370 км). Вторая интрузия этого типа (штокообразная, судя по плану гравимагнитных аномалий на рис. 2, 3 A) выделяется в верхней коре в районе 50-го км профиля.

Объемным интрузивным образованиям с низкоэнергетическими сейсмическими откликами отвечают аномалии удельного электрического сопротивления со значениями (300–1000 Ом · м и более) (южная бортовая интрузия, рис. 6 E, F). Однако наличие разломов обычно способствует притоку флюидов и, при типичной для Енисей-Хатангского регионального прогиба высокой их минерализации, интегральная проводимость интрузивного объекта может повышаться до значений, характерных для осадочных пород. Большая чувствительность МТ-данных к наличию проводящего флюида делает их незаменимыми при картировании тектонически ослабленных разломных зон: согласно электрораз-ведочным и сейсмическим образам (см. рис. 6) значительно раздроблена верхняя часть Гулинского массива, а также крупная интрузия северного борта Пайтурминского прогиба. Ультрамафитовый шток (?) на 50-м км профиля по УЭС вполне монолитен, но, согласно сейсмоэнергетическому образу, имеет выраженную текстуру.

В разрезе профиля 624 выделяется и третий тип магматических образований — слабомагнитные (немагнитные/отрицательно намагниченные) и умеренно плотные (маломощные) субвертикальные высокоомные тела в зоне центрального вала. Судя по особенностям потенциальных полей (см. рис. 2), это характерно и для других сечений Рассо-хинско-Балахнинской мегагряды. В сейсмических образах, как правило, им соответствуют субвертикальные зоны снижения корреляции и энергетики, часть из которых, достаточно узкие, по-видимому, отвечает дайкам основного состава (Балахнинский вал, см. рис. 2). Но встречаются и крупные высокоомные объекты с умеренным гравитационным откликом и отсутствием выраженного магнитного. Подобное образование, выделенное на разрезе 624 в пределах Рассохинского вала, помечено крапом среднего состава. Разрез рис. 6 E демонстрирует его глубинные корни, однако, в силу присутствия локальных гальванических эффектов и 2D-регио- нальных искажений в длиннопериодных оценках МТ-передаточных функций, глубинная часть 1D-геоэлектрического разреза не может служить достаточно надежным свидетельством.

Расположение профиля 624 вкрест простирания главных структур прогиба и квазилинейных региональных аномалий потенциальных полей, а также простирание основных геоэлектрических структур (согласно инвариантному анализу тензоров длин-нопериодных МТ-импедансов) в целом допускали применение 2D-интерпретации. Однако проведенные 2D-инверсии (с помощью эффективного кода [26]) различных подмножеств МТ-ансамбля данных по профилю 624 продемонстрировали заметный разброс решений в центральной части глубинного разреза, по-видимому из-за влияния искажений, обусловленных сложной локальной тектоникой вблизи вала при больших контрастах сопротивлений консолидированных блоков и флюидизированных разломных зон. Удалось согласованно подтвердить существование узкого, приуроченного к оси вала высокоомного штока, поднимающегося до уровня 5-6 км, и получить разумные взаимодополняющие результаты разрешения геоэлектрических структур мезозой-палеозойского осадочного чехла (рис. 8 B, см. рис. 6 E, F).

Двухмерный подбор разрезов намагниченности и плотности по линии профиля 624 программными средствами ГИС INTEGRO — при всей условности 2D-подхода и допущений о блоково-однородных средах, а также принципиальной неединственности решений обратных геофизических задач — концептуально подтвердил качественно намеченную на рис. 6 картину распределения различных типов магматических структур в этом сечении прогиба (рис. 9 B, C). В первую очередь это относится к наиболее двухмерным структурам — бортовым интрузивным телам (см. рис. 2, 3). Как магнитная, так и плотностная 2D-модели не подтверждают существования глубинного масcивного магматического образования, поднимающегося, согласно МТ-свидетельствам (см. рис. 6 E), к гребню вала. Дополнительные расчеты по альтернативной магнитной модели 2, в отличие от представленной на рис. 9 B, имеющей магнитное включение, морфологически описывающее высокоомный «шток» в центре 1D-разреза УЭС, показали: придание этому объекту даже умеренно повышенной намагниченности (400 · 10-5 ед. СИ), при разумных магнитных параметрах соседних блоков, существенно нарушает подбор наблюденного поля (см. рис. 9).

Обе модели демонстрируют признаки довольно обширного подъема уплотненного, умеренно-магнитного основания прогиба (область базификации?) до глубин 25 км, что не противоречит результатам МТ-инверсий. Выявляемые плотностные различия в характеристиках глубинного разреза под Горбитским выступом (относительное разуплотнение средней – нижней коры, отчетливо выраженное в разрезе эффективной плотности, см. рис. 6 C, и фиксируемое дефицитом плотностей в 2D-разрезе, см. рис. 9 C), под осью прогиба и Анабарской моноклизой (существенное уплотнение) также согласуются с электроразведочными данными (см. рис. 6 E). Последние в большинстве сечений центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба отображают существенно высокоомную, консолидированную нижнюю кору в центральной и южной частях разреза и проводящую — под Горбитским выступом. Обсуждая результаты двумерных МТ-инверсий следует отметить, что они служили независимым свидетельством для определения положения слоя траппов, в частности на профиле 624 (рис. 10 C).

Выявление объектов туфобазальтового комплекса

Для изучения нефтегазоностности и процессов геодинамической активизации пермотриасовый туфобазальтовый комплекс Енисей-Хатангского регионального прогиба является весьма индикативным [1]. Его формации характеризуются разнообразием физических свойств горных пород, однако с привлечением скважинных данных анализ геофизических разрезов центральной части Ени-сей-Хатангского регионального прогиба и Тарей-ской площади позволил установить определенные критерии их выделения.

Присутствие в сейсмическом разрезе достаточно выдержанных слоев с пониженной энергией отражений может отвечать массивным субгоризонтальным силлам (региональные съемки выделяют слои мощностью более 30–50 м) либо наличию толщ трещиноватых, пористых туфобазальтов. Подобные образы туфолавовых слоев выделены на Рассохинском мегавалу по результатам анализа сейсмических образов профиля 621 и подтверждены описанием литологии керна и падением уровня кривых гамма-каротажа на горизонтах 2500 и 2150 м скважин Волочанские Северо-Авамской площади (рис. 11). Аналогичные сейсмические образы на профилях Тарейской площади выявляют погруженные трапповые толщи, также верифицируемые скважинными данными (профили 41606 и 607, керн и гамма-каротаж скважин Гольчихинская и Хабей-ская с глубин около 1700 и 2100 м соответственно). Переслаивание плотных базальтовых разностей с туфогенными породами дают полосчатую картину интенсивных контрастов акустического импеданса, аналогичную SDR-рефлекторам в морских сейсмических данных (примером служат данные 619-го профиля и скв. Логатская, а также, вероятно, образы профиля 624 (см. рис. 8)).

Достаточно надежными критериями различия на сейсмических разрезах эффузивных толщ от вмещающих массивных (тонкослоистых) осадочных формаций триаса или перми, также обусловливающих «матовую» картину отражений, являются сопутствующие магматическим образованиям магнитные аномалии (при достаточной мощности и/или интенсивности намагничения этого слоя).

GEOPHYSICAL SURVEYS

Рис. 8. Фрагмент сейсмодинамического (A) и геоэлектрического (результат детерминантной 2D-инверсии) (B) разрезов по профилю 624 с элементами интерпретации по совокупности сейсмических, магнитных и геоэлектрических профильных образов

Fig. 8. Fragment of seismic dynamic (A) and geoelectric (the result of deterministic 2D inversion) (B) of the section along 624 Line with elements of integrated interpretation of seismic, magnetic, and geoelectric profiles

210      220      230      240      250      260      270 X , км

–2,5 –5

–7,5

–10

–12,5 –15

–17,5

–20

Z , км

–2,5

–5

–7,5

–10

–12,5

–15

A

T

P

PZ

–17,5 -

Z , км

B

300 X , км

T

P

RF

Усл. обозначения см. на рис. 6

For Legend see Fig. 6

PZ 1

В большинстве случаев, вдали от редких скважин, выделяемые в разрезах близ контакта мезозойских и палеозойских толщ слои пониженной энергетики отражений интерпретировались как эффузивные горизонты (или вулканические постройки), если им сопутствовали области слабых магнитных аномалий (рис. 12, см. рис. 6, 8–10). На рис. 10 и 11 представлены образы траппов, подстилающих мезозойский чехол Боганидского прогиба, в разрезах профилей 481601 (р. Хета) и 624 (см. рис. 2, 6).

По характеристикам потенциальных полей (см. рис. 10) в сечении профиля 481601 намечено присутствие трех интрузивных тел и туфобазальтового слоя, выделяемого по цепочке слабых положительных аномалий намагниченности, расположенной над немагнитными пачками осадочных пермских пород. Материалы МОГТ по сложному речному профилю не столь выразительны, но в целом они не противоречат проведенной идентификации магматических образований и осадочных толщ (последние наиболее уверенно верифицируются на сейсмическом разрезе). Результаты интерпретации получены также при корреляции с картиной геофизических полей на профиле 624, пересекающем линию 481601 (см. рис. 6, 8, 12).

Для профиля 624 сделано несколько вариантов инверсии данных МТЗ. На рис. 8 показаны результаты обращения амплитудной и фазовой компонент детерминанта тензора импеданса. Благодаря включению откликов продольной (Е) поляризации МТ-поля он более чувствителен к субгоризонтальным неоднородностям геоэлектрического разреза, чем данные поперечной поляризации (результат Н-инверсии показан на рис. 6 F). В разрезе УЭС на рис. 8 на глубинах около 7,5 км погруженной части Боганидского прогиба, благодаря 2D-инверсии, выявлен слой повышенного УЭС, который уверенно соотносится с ранее идентифицированным по сейсмическим и магнитным данным слоем трапповой формации (см. рис. 6 A, D). На укрупненном фрагменте сейсмодинамического разреза продемонстрировано выделение интрузивного тела и

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 9. Графики наблюденных и подобранных потенциальных полей (А) и разрезы намагниченности (10^-5 ед. СИ) (B), плотности (г/см³) (C) по профилю 624, построенные по результатам 2D-подбора магнитного и гравитационного полей

Fig. 9. Profiles of observed and best-fit potential fields (А) and magnetisation sections (10^-5 SI units) (B), and density (g/cm³) (C) along 624 Line, which are created as a result of 2D matching of magnetic and gravity fields

A

B

C

Δ T _a, нТл ₀ 1500 1250 1000 750 500 250 0 –250 –500 –750 –1000 Z , км

Х , км

- 0

- 25

СЗ

Пайтурминский прогиб

75         100         125

Рассохинский мегавал 150         175

Боганидский прогиб

200          225          250

Янгодо-Горбитский выступ

0            25

0 -

Анабарская антеклиза

Δ g , мГал ЮВ

–5

–10

–15

–20

–25

Z , км

–5

–10

–15

–20

–25

–30

–35

–40

–45

– 50

Z , км

151 5

50 50

275          300   Х , км

500  233

250   250

233  600

5 233

5 250

0            25           50           75          100          125          150          175          200          225          250          275          300 Х, км

1 — графики наблюденных (a) и подобранных (b) магнитных полей; 2 — графики наблюденных (a) и подобранных (b) гравитационных полей; 3 — отклик альтернативной магнитной модели 2

1 — profiles of observed (a) and best-fit (b) magnetic field; 2 — profiles of observed (a) and best-fit (b) gravity field; 3 — response of alternative magnetic model 2

слоя траппов на участках с низкой энергией отражений. Неоднозначность трактовок материалов отдельных методов (характеристик волновой картины и положения по глубине аномалий эффективной намагниченности) существенно сужается с привлечением результатов 2D МТ-инверсии, повысившей разрешение мезозойского осадочного чехла и верхов палеозоя в области Сибирской моноклизы (см. рис. 6 F, 8 B). Уверенность в результатах интерпретации придает также и согласованность результатов анализа данных геофизического комплекса пересекающихся профилей 624 и 481601 (см. рис. 12).

Обсуждение полученных результатов

Пространственное распределение и структурновещественные особенности магматических образований

Анализ региональных потенциальных полей и профильных данных современного геофизического комплекса, полученных на поисковой стадии исследований Енисей-Хатангского регионального проги- ба, позволил выделить ряд слабоэродированных и глубинных мафитовых и ультрамафитовых интрузий, а также достаточно мощные туфобазальтовые формации (см. рис. 2).

Линейные интенсивные положительные аномалии магнитного и гравитационного полей, оконтурившие наиболее погруженную часть прогиба и Янгодо-Горбитский выступ, отражают самую яркую характеристику магматизма Енисей-Хатангского регионального прогиба — пояс массивных интрузий в его бортах. Их верхние кромки определяются на глубинах 3-12 км. Геофизические разрезы показывают: интрузии, как правило, имеют форму наклонных штоков (хонолитов?) с глубокими корнями и падением в сторону центра прогиба, внедренных в палеозойские осадочные толщи.

Петротипы этих магматических образований выявлены лишь для ограниченного числа локаций, главным образом по скважинным данным (см. рис. 1, 2), и относятся к ультрбазит-базитовым формациям нормального и умеренно-щелочно-

GEOPHYSICAL SURVEYS

Рис. 10. Геофизические разрезы по речному профилю 481601 с намеченными контурами магнитных образований

Fig. 10. Geophysical cross-sections along the 481601 river line with the supposed outlines of magnetic formations

A

З

Боганидский прогиб 75      100     125

B 200

B

1000 -900 -

800 -700 -

600 -500 -

400 -300 -

200 -

100 -

0 -–100 -–200 - Z , км

0 -

Δ g a

Δ T a

100     125

–5

–1300

–1300

–200

–10

–20

–30

–40

–10

–200              ₂₀₀

–1800     ^–2300

–15

–20

–25

–30

–35

–40

–45 - Z , км

–300

Рис. 11. Фрагмент сейсмического разреза по линии профиля 621 на участке Рассохинского мегавала с колонками скважин Волочанская-1 и Волочанская-2

Fig. 11. Fragment of seismic section along 621 Line in the area of the Rassokhinsky megaswell, with Volochansky-1 and Volochansky-2 well columns

Скв. Волочанская-1

Скв. Волочанская-2          В

75    77,5    80    82,5    85    87,5    90    92,5    95    97,5    100   102,5

VLN-1

0,5 -

–

J1lv

J1zm

1,5

2,5

P2vkzv

3,5

T2–3

P2vkzv

–1

–2

–3

VLN-2

Q

J vm

J2ld

J nd

J1kt

J1shr fes

Z, км

О1m2

Х , км

C

–2,5

–5

–7,5

–10

–12,5

–15

–17,5 Z , км

60  70 80 90 100 110 120 130 140 150

B

Х , км

- 200

- –1300

H 05

P          T        –300

⁰                                          700

А — графики аномальной составляющей потенциальных полей, В — распределение аномалий избыточной плотности и изолиний избыточной намагниченности, С — фрагмент сейсмодинамического разреза.

Усл. обозначения см. на рис. 6

А — profiles of anomalous potential fields, В — distribution of excess density anomalies and contour lines of excess magnetisation, С — fragment of seismic dynamic section.

For Legend see Fig. 6

го ряда. К ним принадлежат образования дюмта-лейских расслоенных интрузий боотанкагского, быррангского, восточно-таймырского плутонических и гипабиссальных комплексов (тяготеют к глубинным тектономагматическими структурами Янгодо-Горбитского выступа), а также — контай-ского комплекса (южный борт Енисей-Хатангского регионального прогиба, Гулинская структурно-фациальная зона) (см. рис. 1). Невскрытые и петрологически неизученные объекты, ответственные за большую часть линейных зон аномалий потенциальных полей в бортах прогиба, по-видимому (судя по геофизическим откликам), также относятся к базитовому ряду. О принадлежности большинства магматических образований «интрузивной рамы» Енисей-Хатангского регионального прогиба к единому тектономагматическому циклу может свидетельствовать стиль внедрения, а также выявленная близость статистических показателей силикатного анализа образцов магматических пород юго-западного борта Енисей-Хатангского регионального

1 — кривые гамма-каротажа; 2 — слой эффузивных пер-мотриасовых образований

1 — GR diagrams; 2 — layer of Permian-Triassic effusive formations

прогиба к характеристикам северных аналогов (см. рис. 1, 2).

По линейным цепочкам локальных гравимаг-нитных аномалий выделяется система даек основного (среднего?) состава вдоль бортов мегавалов (см. рис. 2, 3). Не имея точной информации о возрасте и петрологии большинства из них, можно сделать предположение об их образовании на инверсионной стадии развития прогиба (поздний триас – юра [3, 12]) за счет локального декомпрессионного корового плавления при сложном сочетании вертикальных движений и транспрессивных деформаций. В то же время керн скв. Волочанские и материалы профиля 621, идущего по гребню Рас-сохинского вала, подтверждают возможность связи части локальных аномалий с останцами траппов (см. рис. 2, 11).

Важным с точки зрения изучения пермотриасо-вого магматизма, а также строения и истории развития Енисей-Хатангского регионального прогиба стало обнаружение в локальных аномалиях магнитного поля системы слабых магнитных откликов от объектов, расположенных в ложе Агапской и Пайтурминской впадин (см. рис. 2). Идентификация источников этих аномалий в западной части прогиба требует дополнительных исследований. Наиболее вероятной представляется их связь с продуктами базификации средней – нижней коры начальных этапов активизации, на последующих стадиях развития прогиба погребенными под мощной осадочной толщей. В разрезах по профилю 624 область базификации определяется на глубинах более

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 12. Геологический разрез по профилю 624, построенный по результатам комплексной геолого-геофизической интерпретации со схемой размещения интрузивных и трапповых образований периода пермотриасоваой геодинамической активизации

Fig. 12. Geological cross-section along 624 Line created using the results of integrated geological and geophysical interpretation, with a layout of intrusive and traprock formations related to Permian-Triassic geodynamic activation

A

0 -

50     75    100    125    150

–5

J

T

–10

175    200   225    250    275    300 Х , км

_Ц   I____________I____________I   ।             ।

K I     —==^^^Z^®8

P

–15

PZ 1

RF

–20

–25

–30

–35

Нижняя кора

–40

–45

Mохо

Z , км

■ ¹ 33 2 ■ 3 ■ 4 l x ^X X I 5    6    7 и 8 D13 9

A — выделенные нефтегазоперспективные участки, B — пространственный монтаж пересечения с аналогичным разрезом вдоль речного профиля 481601 на фоне геологической карты.

1 — дуниты; 2 — пироксениты; 3 — габброиды; 4 — туфобазальты; 5 — диориты; 6 — области базификации; 7 — разломные зоны; 8 — разломы; 9 — намечаемые нефтегазоперспективные участки.

Х — юг, Y — восток, Z — вертикаль

A — identified oil and gas promising areas, B — three-dimensional fitting of its intersection with a similar line along 481601 river line against the background of geological map.

• 1    — dunite; 2 — pyroxenite; 3 — gabbroid; 4 — tuff-basalt; 5 — diorite; 6 — fault zones; 7 — areas of basification; 8 — faults; 9 — possible oil and gas promising areas.

Х — south, Y — east, Z — vertical line

25 км в осевой части прогиба и на юге — под областью Гулинского массива (см. рис. 2, 9).

Также относительно слабы, но регионально широко распространены отклики трапповых формаций. Судя по результатам районирования маг- нитного поля (см. рис. 2, 3), они продолжают свое развитие и под мезозойскими осадками прогиба. Профильные геолого-геофизические, а также скважинные данные для ряда областей (Тарейской и к западу от нее, профили 41606, 607; Боганидского и Жданихинского прогибов, Логатской впадины, профили 601, 602, 624 и др.) подтверждают результаты районирования, выявляя умеренно мощные покровы, отдельные линзы или складчатые структуры (южный склон Горбитского выступа) туфобазальтового комплекса. Присутствие подобных образований выявляется (в том числе и на валах – профиль 621, Волочанская площадь) по характерным откликам в естественных физических полях (см. рис. 2, 6, 8–11). Точное определение их мощности и положения по глубине, даже при хорошей корреляции различных геофизических откликов, требует более детальных наблюдений.

Помимо основных интрузий, наиболее определенно локализуемых в геофизических разрезах, были также выделены внедрения кислого и среднего состава. Не исключено, что их существенно меньшее число обусловлено менее яркими геофизическими откликами, но скорее тем, что в процессе пермотриасовой активизации, определившей магматизм региона, наибольшую роль играло поступление мантийного, базитового вещества. Вероятно, в силикатной коре прогиба, вследствие глубинного прогрева, мог также происходить контактовый или региональный анатексис, а также декомпрессионная гранитизация в пределах его бортов, поднимающихся в процессе изостатической компенсации утяжеления базифированной коры центральной части и заполнения ее осадками. На восточной окраине Горбитского выступа авторами статьи предположительно выделены области гранитизации, ассоциированные с Логатской впадиной (см. рис. 1).

В рамках данного исследования изучались и ультрамафитовые интрузии, как известные эродированные (полифазный Гулинский массив), так впервые выделенные глубинные (см. рис. 6). Как выяснилось, этим высокоплотным объектам могут отвечать слабые или отрицательные аномалии намагниченности. Это связано с относительно меньшей магнитной восприимчивостью неизмененных ультрамафитовых разностей по сравнению с основными, а также с их образованием (или перемагничиванием в ходе метасоматических изменений) в периоды отрицательной полярности магнитного поля [17]. Адекватное понимание модели намагниченности интрузивов Гулинской области и ее согласование с сейсмическими и электроразведоч-ными образами (см. рис. 5, 6) позволили наметить контуры интрузий и грабена осадочных пород, погребенного под Гулинский массив, сформировать стартовую модель последнего для проведения 3П-гравиметрической инверсии. Итоговый объемный образ Гулинского массива, представленный в [15], дополнил обсуждаемые ниже геологические разрезы (см. рис. 12).

Магматические свидетельства геодинамической активизации на рубеже палеозоя и мезозоя

Проведенный анализ пространственных и профильных геофизических данных показал, сколь велика была роль крупных базит-ультрабазитовых внедрений в формировании глубинной архитектуры Енисей-Хатангского регионального прогиба (см. рис. 2, 6, 10). На геологических разрезах по профилям 624 и 481601 (см. рис. 12), основанных на профильных сейсмических и электроразведочных данных, а также сечениях региональной градиентно-слоистой плотностной модели и 3П-моделей эффективных плотности и намагниченности, впервые достаточно четко намечены контуры подобных структур: разбитая разломами интрузия борта Пайтурминского прогиба, базитовое основание под осью Енисей-Хатангского регионального прогиба, габброидная интрузия южного борта, Гулинский ультрамафит-ийолитовый и Хетский, по-видимо-му, габброидный интрузивы.

Воссозданные границы осадочных толщ, а также морфоструктурные особенности и пространственное распределение продуктов пермотриа-сового магматизма в разрезе, представленном на рис. 12 A, свидетельствуют о начале погружения области Енисей-Хатангского регионального прогиба существенно раньше времени излияния плато-базальтов, а также об интенсивном предъюрском размыве. Гипотетически, пермское погружение могло быть следствием импульса активности Ха-тангского «локального» центра Сибирского супер-плюма (Хатангского «вторичного» плюма по терминологии Н.А. Добрецова), возникшего задолго до палеозой-мезозойского рубежа. В результате этого импульса магма, поднимающаяся вдоль унаследованной от рифейского рифтогенеза ([7, 27] и др.) линейной ослабленной транскоровой структуры, могла не достичь поверхности и «запечатать» эту зону в процессе своего охлаждения. Последнее инициировало погружение вследствие термоупругих и изостатических процессов. Возможно, серия дополнительных событий андерплейтинга продолжила утяжеление глубинных слоев разреза, чем ускорила прогибание, осадконакопление и образование бортовых разломных зон. Следующий импульс мантийного магматизма, отвечающий наиболее мощной фазе активности суперплюма на рубеже перми и триаса, использовал эти ослабленные зоны для подвода огромных объемов магмы в борта ранее начавшего свое формирование Енисей-Хатангского прогиба. Следует отметить, что подобный сценарий в определенной мере перекликается с представлениями [4, 5] о роли вертикальных движений и ба-зитового магматизма в геодинамике Енисей-Ха-тангского регионального прогиба. Гипотеза о более раннем (поздний карбон - пермь) начале воздействия суперплюма на Сибирскую литосферную плиту высказывалась в ряде работ К.Н. Малича, а также других авторов ([14] и др.). Свидетельства о длительном периоде (поздний - ранний палеозой) прохождения Сибирской плиты над горячей мантийной областью приводятся в [28] и других работах.

На разрезе по профилю 624 схематически намечены две области базификации нижней коры: в центре Енисей-Хатангского регионального про- гиба (продукт центрального «гребня» Хатангско-го вторичного плюма) и под Гулинским массивом. Последняя, по-видимому, продолжается под всей Маймеча-Котуйской тектономагматической зоной, так как именно здесь по данным спутниковой миссии CHAMP локализуется крупнейшая в Сибирском регионе литосферная аномалия магнитного поля [29]. Обширная область магматической проработки низов коры, наличие которой необходимо для объяснения этой аномалии, вероятно, возникла вследствие еще одного продуктивного этапа существования Хатангского магматического центра, реализовавшегося в зоне сочленения двух палеорифтов (см. рис. 1) в близкой временной окрестности излияния сибирских траппов, в период положительной полярности магнитного поля (синхронно с образованием маймеча-котуйского ийолит-карбо-натитового комплекса?).

Прогнозные признаки УВ, связанные с магматическими образованиями

Области развития глубинных интрузивных образований, которые можно выделять по данным потенциальных полей уже на ранних стадиях изучения нефтегазоносных областей, должны рассматриваться как важные объекты прогнозной оценки, так как с магматическими телами непосредственно связан ряд поисковых признаков. В первую очередь это структурные ловушки в осадочных комплексах, куполообразно деформированных нижележащими внедрениями. Исследования авторов на территории прогиба показали, что со «слепыми» пермо-триасовыми интрузивами разной величины связана значительная часть поднятий, отраженных на структурных схемах по результатам сейсмических работ. Примером может служить поднятие, пересекаемое профилем 041602 Тарейской площади, названное в работе [4] «Дюмталейским», а также поднятие в мезозойских горизонтах южного склона Горбитского выступа (профиль 624), обусловленное купольной ультамафитовой интрузией (см. рис. 6). Последнее помечено как потенциальная «ловушка» № 1 (см. рис. 12 A).

Порово-трещинные коллекторы могут быть связаны с зонами глубинных магмоконтролирующих разломов (или зонами, прилегающими к магмоподводящим) (см. рис. 12 А, ловушка 2), а также — с при-интрузивными контактными зонами, в том числе с притрапповыми зонами высокой кавернозности, образованными газонасыщенными компонентами лав. В результате межпластовой миграции УВ потенциальными коллекторами могут являться трещиноватые и пористые туфитовые толщи траппов, выявленные непосредственно под нефтепродуцирующими юрскими пластами (см. 12 А, ловушки 3). Ловушки такого типа обнаружены в триасовых вулканитах на Ханты-Мансийском месторождении [30].

Достаточно часто обсуждается поисковый критерий, связанный с термовыделением остывающей крупной интрузии, увеличивающим степень ката- генетической преобразованности ОВ интрудиро-ванных и вышележащих пород. Комплексы палеозоя, как правило, вмещающие пермотриасовые интрузии в бортах Енисей-Хатангского прогиба и на Янгодо-Горбитском выступе, содержат потенциально нефтематеринские карбонатные толщи. Последние, при прочих равных условиях, могут иметь большую зрелость и генерационный потенциал в окрестностях внедрений, чем на удалении, что позволяет расценивать их как более перспективные для дальнейших поисков (см. рис. 12 А, ловушка 4). На прогнозном разрезе листа S46 ГГК ряд нефте-проявлений намечен в палеозойских карбонатных породах по соседству со «слепыми» дюмталейски-ми интрузиями.

Адекватные сведения о локализации, морфологии и составе интрузивных образований необходимы для корректировки скоростных, а далее — глубинных структурных сейсмических моделей, являющихся краеугольным камнем нефтегазового прогноза. Особенно ценны эти сведения в условиях сниженной интенсивности отражений, при проблемах с качеством сейсмической записи. Так, учет высокоскоростной области, создаваемой магматическими структурами 2 и 3 (см. рис. 1), скорее всего, приведет к существенной корректировке структурных карт по глубинным ОГ (включая архей), построенным по картам изохрон для северо-востока Тарейской площади Енисей-Хатангского регионального прогиба (Перебейносов А.В. и др., 2019), и, возможно — к переоценке глубин кровли фундамента.

Заключение

Исследования опирались на комплекс геофизических данных, полученных с применением высокоразрешающих методик в ходе полевых работ по обширному региону Енисей-Хатангского регионального прогиба, сохранившему следы интенсивной магматической деятельности рубежа палеозоя – мезозоя. Таким образом были обеспечены уникальные возможности для изучения структурно-вещественных особенностей интрузивных и эффузивных образований этого важного этапа тектонической эволюции Сибирского кратона.

В начале проводилось районирование потенциальных полей, построение объемных моделей эффективных намагниченности и плотности, анализ физических свойств продуктов магматизма. Осуществлявшийся параллельно комплексный анализ профильных материалов служил базовым подходом к геологическому осмыслению всего объема геофизической информации и опорой для построения объемной плотностной модели региона.

В рамках проведенного исследования удалось охарактеризовать вещественные свойства и пространственное распределение продуктов пермо-триасового магматизма Енисей-Хатангского регионального прогиба: оконтурить области развития погребенных туфобазальтов и пояс бортовых ин-

GEOPHYSICAL SURVEYS

трузивов, локализовать их по глубине на профильных разрезах и идентифицировать по составу.

В порядке дискуссии представлена оригинальная гипотеза, основанная на полученных представлениях о морфологии и структурах локализации глубинных магматических образований Енисей-Хатангского регионального прогиба и касающаяся стадийности его формирования. Эта гипотеза нуждается в дальнейшем развитии и увязке с геодинамическими моделями соседних регионов, она предполагает более раннее, чем рубеж палеозой – мезозой, начало погружения прогиба и формирования бортовых разломных зон. Позднее, в эпоху пика активности Сибирского суперплюма, последние стали каналами для внедрения огромных порций магмы, образовавших интрузивную «раму» Енисей-Хатангского прогиба — его наиболее яркий геофизический образ.

Новые сведения о продуктах магматизма Ени-сей-Хатангского регионального прогиба могут быть использованы для актуализации результатов структурно-тектонического анализа — важнейшего этапа комплексного геолого-геофизического изучения глубинного строения и фундамента нефтегазового прогнозирования новых перспективных областей. Как обсуждалось выше, эти сведения полезны в контексте непосредственного прогноза УВ и выбора стратегии их поиска на территории Енисей-Ха-тангской нефтегазоносной области. Полученные результаты также способствуют обоснованному моделированию целевых структур верхних этажей разреза и могут быть использованы для построения карт основания потенциально нефтегазоносного структурного этажа стратифицированных образований, отделенного от нестратифицированных толщ фундамента и массивных интрузивных внедрений в осадочном чехле.

С учетом перечисленных аспектов представляется весьма интересным и перспективным продолжение изучения магматических структур Ени-сей-Хатангского регионального прогиба на базе развитых приемов их анализа и более детальных геофизических материалов как в прикладных нефтегазовых целях, так и для решения фундаментальных геологических проблем.