Однако практика убедительно показала, что по периферии впадин обособляются зоны развития покровной тектоники (и нередко довольно широкие), проявления которой далеко не всегда предполагались до проведения бурения. Связано это с тем, что геологическое истолкование материалов геофизики далеко не всегда проводится с надежным учетом реальной геологической обстановки и представлений об условиях формирования структуры земной коры во времени, без выяснения действительных геологических причин аномальных изменений геофизических параметров в пространстве.
Справедливость таких оценок можно показать на результатах бурения сверхглубоких скважин, в частности Кольской и Саатлинской, которые оказались заметно иными по сравнению с проектными построениями. Достаточно интересными в этом плане являются результаты бурения Саатлинской сверхглубокой скважины, расположенной в Куринской меж-горной впадине в пределах Талыш-Вандамского гравитационного максимума и соответствующего ему погребенного поднятия, о котором в настоящей работе речь уже шла при описании приразломного нефтегазового месторождения Му-радханлы. В соответствии с проектом скважина должна была вскрыть на глубине около 6 км доальпийский (доюрский) фундамент, а на глубине примерно 7500 м войти в значительно более древний комплекс отложений, характеризующийся скоростными параметрами базальтового слоя. Фактически же на глубине 6000 м скважина вошла в юрские отложения, из разреза которых не вышла при забое на глубине немногим более 8200 м, где из-за аварийных осложнений ее бурение было прекращено.
Необходимость приведения таких подробностей обусловлена их исключительной наглядностью — свидетельством принципиального характера ошибок, допускаемых при оценке геологической значимости геофизических данных. Куринская впадина и зона Талыш-Вандамского максимума силы тяжести весьма выразительны в этом отношении. По данным ГСЗ, а затем и КМПВ, поверхность кристаллического фундамента или консолидированной коры, т.е. фундамента, как термина и понятия сугубо геофизического, противопоставляемого осадочному чехлу, должна была залегать здесь на глубине около 3000 м, где по данным поисковоразведочного бурения отбивается поверхность мезозойских (меловых) отложений. Напрашивается очевидный вывод: разрез мезозойских, включая и меловые, отложений обладает параметрами консолидированной коры. И потому глубина залегания доюрского комплекса отложений, относимого в геологическом понимании к фундаменту, не могла оказать существенного влияния на такие геофизические характеристики региона, как аномальные изменения поля силы тяжести, скоростной разрез земной коры. Бурение Саатлинской сверхглубокой скважины убедительно показало ненадежность и бесполезность попыток определения глубины залегания поверхности доюрского фундамента по геофизическим данным.
Совершенно очевидно, что по данным гравиметрии и скоростным разрезам земной коры, хорошо коррелируемым и с материалами магнитометрии и электроразведки, в Курин-ской впадине, а скорее всего в Кавказской складчатой области вообще, в том числе в Южно-Каспийской и Черноморской впадинах, объем осадочного чехла явно ограничивается кайнозойским разрезом отложений, а граница Конрада едва ли может быть надежно установлена. Результаты глубокого поисково-разведочного бурения на территории Азербайджана следует рассматривать как надежное этому подтверждение. В подавляющем большинстве случаев в зонах региональных минимумов силы тяжести мезозойские отложения оказались недосягаемыми при 5-километровой в среднем глубине скважин, хотя проектными построениями предусматривалось вскрытие и изучение их разреза с целью оценки и даже подтверждения перспектив их нефтегазоносности.
Юго-Восточный Кавказ в этом плане очень нагляден, поскольку здесь пробурено большое число скважин, в том числе глубоких, превышающих порой 5000 м. И потому здесь более конкретно выражено несоответствие между целевым назначением бурения и геофизическими полями, в частности с аномальным полем силы тяжести.
На приведенном поперечном разрезе Юго-Восточного Кавказа (рис. 14) достаточно отчетливо выражена прямая связь между аномальными изменениями гравитационного поля и структурным рельефом поверхности мезозойских отложений. Исключительная роль именно мезозойских отложений в изменениях значений силы тяжести вдоль профиля наглядно проявляется в соотношениях между значениями этого параметра в зонах региональных максимумов. Заметно более высокие значения силы тяжести, фиксируемые в южной части профильного разреза, явно обусловлены участием в геологическом строении так называемого Вандамского поднятия высокоплотных (порядка 2,8 г/см3 и даже более) вулканогенных пород основного состава (туфопесчаники, туфогравелиты, порфириты) и в меловом, и в юрском комплексах отложений. Центральное поднятие мегантиклинория Большого Кавказа, которому в зоне его юго-восточного погружения соответствует Дибрарский максимум силы тяжести, в данном сечении характеризуется развитием исключительно пород осадочного происхождения. Максимальной плотностью (порядка 2,7 г/см3) здесь выделяются сланцы и аргиллиты нижней и средней юры.
Однако обособление региональных максимумов силы тяжести даже при такой явной их связи с характером поведения мезозойских (юра, мел) отложений объясняется почему-то структурными особенностями поверхности доюрского фундамента. В результате в структурных построениях явно необоснованным, точнее, совершенно недоказанным, выглядит соответствие в структуре мезозойских отложений и доюрского консолидированного комплекса отложений [52, 54]. Такое толкование природы аномальных изменений силы тяжести привело к большим излишним затратам при проведении поисковых работ. В зонах региональных минимумов силы тяжести не только юрские, но и меловые отложения, рассматривающиеся в объеме осадочного чехла, так и не были вскрыты при глубинах скважин, превышающих, как указывалось выше, 5000 м. В то же время в скважинах мощности отдельных горизонтов или свит кайнозойского разреза составляли 2000 и даже 3000 м. Было очевидно, что такие видимые мощности отложений, в частности эоцена и майкопской серии пород олигоцена — нижнего миоцена, обусловлены их сложной складчатой структурой, интенсивным их смятием в складки в зонах активного кайнозойского прогибания.
Расхождения между проектами и результатами глубокого бурения в регионах сложного геологического строения — явление, к сожалению, нередкое. Связано это в первую очередь с существенными просчетами при геологической обработке геофизических материалов — переоценкой роли глубинных горизонтов в аномальных изменениях геофизических показателей, а также с представлениями о преимущественно унаследованном развитии структуры земной коры, о преобладании принципа соответствия в структуре разновозрастных формационных комплексов отложений. В результате серьезные ошибки допускаются при стратиграфической привязке скоростных уровней, рельефа поверхностей аномалиеобразующих толщ пород, проводящих горизонтов, горизонтов высокого сопротивления, магнитовозмущающих масс, что, естественно, отрицательно сказывается на отбивках такого важного структурного уровня земной коры, каким является поверхность ее консолидированной или кристаллической части.
Можно было бы в данном случае еще раз обратиться к Аралсорско-Хобдинскому максимуму силы тяжести и соответствующему ему погребенному поднятию, выступающему в центральной части Прикаспийской впадины. Отношение к этому поднятию при решении вопросов, связанных с нефтега-зоносностью, находится в прямой зависимости от представлений о возрастном объеме пород, в которых это поднятие получает свое четкое морфологическое выражение, или фактически от того, насколько надежно проинтерпретирован геофизический материал. Подчеркнем еще раз, что выпадение из разреза Аралсорской сверхглубокой скважины кунгурской соленосной толщи обусловлено ее расположением не столько в межкупольной депрессии, сколько в зоне гравитационного максимума, причем регионального, а не локального, обусловленного наличием в рельефе поверхности подсолевого палеозоя морфологически достаточно резко выраженного, скорее горстообразно построенного погребенного поднятия.
Субъективная оценка возможностей геофизики может привести не только к превратным представлениям о структуре земной коры, но и к принципиальным ошибкам в понимании геологической природы сейсмичности, в понимании геологической обстановки, определяющей возможности проявления землетрясений. И, пожалуй, нагляднее всего эта субъективность может быть показана на примере Кавказской складчатой области. Утверждение о соответствии этого региона рифтовой структуре верхней мантии [17], пространственное перераспределение вещества которой обеспечивает проявление процессов сжатия и растяжения в земной коре, основано на особенностях пространственного распределения сейсмических скоростей. Фиксируемые при этом участки пониженных скоростей сейсмических волн интерпретируются как результат расплавления вещества верхней мантии на глубинах порядка 150—200 км. Но насколько это справедливо, трудно судить, так как и в случае Притбилисского района, и применительно к Южному Каспию эти понижения скоростей сейсмических волн явно обусловлены развитием в верхней части земной коры мощных (не менее 10—12 км в первом и порядка 20 км и более во втором случаях) толщ малоплотных низкоскоростных толщ пород-волноводов.
Вполне вероятно, что при этом действительно происходящие непосредственно в земной коре процессы пространственного перераспределения вещества, обусловленные обстановкой, возникшей в самой земной коре, явно искусственно переносятся на мантию, точнее, на ее верхнюю часть. И все это происходит от того, что земная кора всегда рассматривалась в качестве пассивного участника тектогенеза, который может быть обусловлен только глубинными процессами.
Естественно, что при таком понимании возможностей земной коры и процессов, происходящих в ней, причинная обусловленность сейсмичности не может получить должного объяснения. Решение этой проблемы видится поэтому, в частности, в поисках путей прогнозирования землетрясений. На самом же деле природа сейсмичности, и, в первую очередь, разрушительной с небольшими глубинами залегания очагов землетрясений, обусловлена автономными процессами, протекающими в неглубоко залегающем, точнее, даже приповерхностном сейсмогенном слое земной коры. По крайней мере указанные в рассмотренной работе [17] землетрясения: Шемахинское — 1902 г., Спитакское — 1988 г., Рачинское — 1991 г. и другие характеризуются разрядкой сейсмической напряженности именно в приповерхностном сейсмогенном слое. Такая разрядка, как будет показано ниже, должна рассматриваться как следствие формирования жильных месторождений углеводородов III типа. В результате проблема сейсмичности может быть решена принципиально иначе — предотвращением ее опасных проявлений за счет разработки соответствующих залежей, представляющих собой очаговые зоны землетрясений, за счет отбора из этих залежей углеводородов и снижения тем самым сейсмической напряженности.
Если разломы, тем более высокоамплитудные, большой глубины заложения, или системы тектонических разрывов, с которыми связаны зоны нефтегазонакопления первого и второго типа, могут быть более или менее определенно выделены по материалам геофизики и значительно надежнее в результате их совместного анализа с геологическими данными и данными бурения, то выделение в структуре земной коры третьего и четвертого типов приразломных зон нефтегазонакопления значительно сложнее. Сложности эти связаны прежде всего с их локализацией в пределах крупных зон прогибания, в пределах осадочных бассейнов, испытавших длительное и значительное по амплитуде погружение. Очевидна их приуроченность к толщам поверхностного выполнения впадин, мощности которых нередко могут измеряться 10—15 км, а то и превышать 20 км. Расшифровка внутренней складчатой структуры таких толщ не может базироваться лишь на понимании принципиальных возможностей, которыми обладают различные методы геофизических исследований, и знании приемов их интерпретации.
Существенное значение приобретает и тот факт, что картина строения толщ поверхностного выполнения прогибов в их бортовых частях резко усложняется за счет развития покровной тектоники, а мощности толщ поверхностного выполнения в этом случае возрастают, поскольку в объеме этого выполнения необходимо учитывать и покровные пластины — весь аллохтонный комплекс пород. Комплексный анализ геофизических материалов не может быть выполнен надежно и без учета того, как могли развиваться геологические события в процессе осадконакопления, без учета существенной роли автономных процессов складкообразования, протекающих (и весьма активно) в мощных толщах пластичных пород, составляющих чаще всего основную часть разреза поверхностного выполнения прогибов.
Сложности в раскрытии структуры толщ пластичных пород обусловлены тем, что в материалах сейсморазведки они выделяются как интервалы разреза с хаотическим расположением отражающих площадок, в которых прослеживание отдельных пластов или каких-либо реперов скорее всего оказывается просто невозможным. В Южно-Каспийской, Черноморской и Куринской впадинах такой толщей является весь палеоген-миоценовый комплекс отложений, а не только майкопская серия пород олигоцена-нижнего миоцена, как допускается чаще всего при интерпретации геофизических материалов и при выполнении различных геофизических построений — профильных разрезов, структурных карт и др.
Такие различия в подходах к оценке геологических возможностей геофизики получают неизбежное отражение в геологических реконструкциях и, естественно, в рекомендациях по их практическому использованию. Весьма нагляден в этом отношении пример описанного в настоящей работе месторождения Самгори в Восточной Грузии. В упоминавшейся уже статье А.М. Красовского, Г.М. Усанова, Д.Ю. Папава и др. [41] соответствующая этому месторождению антиклинальная структура отражена и в палеогеновых, и в мезозойских (мел, юра) отложениях. При этом приосевая часть антиклинальной складки горстообразно выдвинута вверх, и она (складка) выглядит как погребенное поднятие, перекрытое системой покровных структур олигоцен-миоценового комплекса отложений, образующего самостоятельный принципиально иначе построенный структурный этаж.
Надо полагать, что такое представление о строении района, в котором расположено месторождение Самгори, обусловлено перемещением покровных пластин зоны Южного склона Большого Кавказа на юг и перекрытием северного борта Куринской впадины, поскольку в системе покровных структур в надвинутом комплексе отложений в его северной части участвует и весь разрез палеогеновых и меловых отложений. С этим перемещением и связано фактическое перекрытие погребенного продолжения складчатой системы Ад-жаро-Триалет, восточным звеном которой и является антиклинальное поднятие Самгори-Патардзеули-Ниноцминда. К сожалению, при таком взгляде на структурную позицию месторождения Самгори совершенно не учитываются характер аномального поля силы тяжести; расположение месторождения фактически в осевой полосе регионального минимума, соответствующего Куринской впадине (см. рис. 10); приуроченность основной границы плотностного раздела — скачкообразного изменения плотности пород в сторону ее увеличения — к контакту между палеогеном и мелом или между кайнозоем и мезозоем.
Аналогичное заключение может быть сделано и относительно месторождения Тарсдалляр, расположенного в Западном Азербайджане, в той же Куринской впадине. Здесь для меловых пород, еще не вскрытых бурением и участие которых в строении месторождения, судя по аномальному полю силы тяжести, представляется маловероятным, приведена даже характеристика особого (нового) типа коллекторов [69]. Соответствующая месторождению антиклинальная складка — типичный элемент автономной, наложенной, бескорневой складчатой структуры кайнозойского поверхностного выполнения Куринской впадины, составляющего ее осадочный чехол и совершенно самостоятельный структурный этаж.
Изложение данной точки зрения на геологическую природу аномального поля силы тяжести применительно в данном случае к Куринской межгорной впадине, к региону, охватывающему Восточную Грузию и Западный Азербайджан, не следует рассматривать как стремление открыть дискуссию по этому вопросу. Она требует обязательной проверки практикой, поскольку подтверждение ее справедливости раскрывает значительные перспективы нефтегазоносности крупных прогибов земной коры, точнее их внутренних частей, которые в основном остаются неучтенными. Такие прогибы выполнены нередко мощными толщами пластичных пород, характеризующихся сложной изоклинально-чешуйчатой складчатостью, развитием пологих надвигов и, как указывалось выше, формированием жильных месторождений углеводородов. В случае с месторождением Самгори в соответствии с отстаиваемой точкой зрения разрабатывается лишь верхняя, далеко не основная часть залежи. Но главное заключается в том, что при этом необходимым окажется пересмотр отношения к вопросу об условиях локализации нефтегазовых залежей и к методике проведения поисково-разведочных работ.
Для междуречья Куры и Алазани, в пределах которого расположены месторождения Самгори и Тарсдалляр, характерно развитие грязевого вулканизма, которое должно рассматриваться как свидетельство формирования автономной (бескорневой) складчатой структуры в кайнозойском поверхностном выполнении Куринской впадины в приграничной полосе Грузии и Азербайджана [74]. Вместе с тем это явление явно обусловлено высоким нефтегазонасыщением приосевых для антиклинальных складок зон тектонического дробления пород, представляющих собой, по существу, жерловые фации грязевых вулканов.
Выяснение даже принципиальной картины строения бортовых частей прогибов и впадин с очевидными или возможными проявлениями покровной тектоники требует разработки специальной методики комплексной обработки материалов геофизики. В ряде случаев о покровном строении зон сочленения прогибов с горноскладчатыми сооружениями могут быть высказаны достаточно надежные предположения. Значительный интерес в этом плане могут представлять регионы, характеризующиеся высокой сейсмической активностью, которая вполне может быть обусловлена развитием покровной тектоники. Выясняется, кроме того, еще одна заслуживающая несомненного внимания особенность регионов высокой сейсмической активности. Ее проявления, в частности в виде землетрясений, с достаточной степенью вероятности связаны с флюидной динамикой мощных толщ пластичных пород поверхностного выполнения прогибов, в первую очередь с динамикой углеводородных флюидов и своеобразием локализации в этих толщах скоплений углеводородов или, иначе говоря, нефтегазовых залежей и месторождений. Все это можно показать и вполне аргументированно на очень наглядном примере Спитакской эпицентральной зоны землетрясений Армении, в пределах которой 7 декабря 1988 г. произошло катастрофическое землетрясение с огромными разрушениями и очень большим числом человеческих жертв.
Спитакскому землетрясению посвящено большое число работ [12, 33, 53, 60], в которых, однако, глубинное строение земной коры специально не рассматривается или затрагивается с целью подтверждения мнения о приуроченности его очага к глубинному разлому или даже к участку пересечения системы глубинных разломов разного направления. Не вдаваясь в подробности того, почему такое мнение считается чуть ли ни совершенно очевидным, оговоримся сразу, что геологическая обстановка Спитакской эпицентральной зоны землетрясений и имеющийся на этот счет геофизический материал находятся в явном противоречии с этим мнением.
Спитакская эпицентральная зона землетрясений занимает северо-западную часть Армении и характеризуется развитием на поверхности мезозойских, в основном меловых, отложений и верхнепротерозойско-нижнепалеозойских пород. В целом это комплекс довольно плотных, порядка 2,6 — 2,7 г/см3 пород, поскольку в разрезе мезозоя существенную роль играют вулканогенные образования, а преимущественно метаморфические породы низов палеозоя и верхней части протерозоя соответствуют кристаллическому фундаменту земной коры, выступающему в данном случае на дневной поверхности. К югу и юго-востоку от этого региона располагается Араратская внутригорная котловина или Араксинская орогенная впадина, северная Армянская часть которой имеет значительно большие размеры по сравнению с представлениями, опирающимися исключительно на материалы поверхностной геологии [23, 26].
Геофизический материал не оставляет сомнений в том, что соответствующая Спитакской эпицентральной зоне землетрясений территория характеризуется покровным залеганием мезозойских и более древних пород, ниже которых, начиная с глубин 2,0—2,5км, залегает комплекс кайнозойских образований поверхностного выполнения Араратской котловины. Эти соотношения между кайнозойскими и до-кайнозойскими отложениями (см. рис. 2) установлены, в первую очередь, благодаря аномальному полю силы тяжести, точнее, надежному обоснованию его геологической сущности: характер аномальных изменений гравитационного поля невозможно было объяснить коренным залеганием докайно-зойских отложений. Покровное залегание последних и развитие под покровной пластиной толщи малоплотных отложений выглядит тем более вероятным, что Спитакский регион характеризуется сокращением мощности земной коры по сравнению со смежными территориями.
Теперь можно с достаточной уверенностью проводить параллель между волноводом или астенослоем, совпадающими с кайнозойским разрезом отложений, и очаговой зоной землетрясений, которую явно следует рассматривать в качестве сейсмогенного слоя. В результате поле афтершоков землетрясений вполне может рассматриваться как важный диагностический признак при совместном анализе геологических и геофизических материалов, при рассмотрении структуры земной коры.
Но наиболее важным результатом анализа геологической обстановки в сейсмоактивных регионах является заключение о связи их сейсмической активности с флюидной динамикой сейсмогенного слоя, с процессами пространственного перераспределения в этом слое флюидов, которые в осадочном чехле нередко, если не в основном, представлены нефтяными углеводородами. Фактически сейсмическая активность должна рассматриваться как следствие процесса формирования нефтегазовых или преимущественно газовых месторождений, которые могут быть отнесены к жильным месторождениям углеводородов третьего и четвертого типов (см. рис. 2).
Связь между сейсмичностью и нефтегазоносностью требует подтверждения практикой. И это не представляет значительных сложностей, коль скоро глубины залегания сейсмогенного слоя, где могут быть локализованы нефтегазовые скопления, измеряются первыми километрами. Но практическая значимость справедливости этого представления очевидна. К разряду перспективных с точки зрения сейсмичности, но требующих разработки новой методики освоения могут быть отнесены и новые регионы, и структурные зоны, расположенные в пределах значительных территорий с установленной промышленной нефтегазоносностью.