Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Мезозойско-кайнозойская история скифской платформы и количественные характеристики основных этапов развития по данным компьютерного моделирования

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Мезозойско-кайнозойская история скифской платформы и количественные характеристики основных этапов развития по данным компьютерного моделирования"

г»

и «1

1 8 МАР Ш

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ' имени М.В.ЛОМОНОСОВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра исторической и региональной геологии

На правах рукописи УДК: 551.24:.00ь572(47:0.6) БОЛОТОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКАЯ ИСТОРИЯ СКИФСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ РАЗВИТИЯ ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 04.00.04 - Геотектоника.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедре исторической и региональной геологии геологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор А.М.Никишин.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

М.Л.Копп (ГИН РАН); кандидат физико-математических наук В.Н.Вадковский (МГУ, геол. ф-т)

Ведущая организация: Институт Океанологии РАН им. П.П.Ширшова.

Защита диссертации состоится "22" марта 1996 г. в 14 ч.ЗО м. на заседании Диссертационного Совета К.053.05.02 по общей и региональной геологии и геотектонике при Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, ГСП, Москва В-234, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория...

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, зона "А", 6 Зтаж.

Автореферат разослан "22" февраля 1996г.

Ученый секретарь Специального Совета: кандидат геол.-минер. наук

А.Ф. Читалин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Успехи геологических наук за последнюю четверть века в области абсолютной геохронологии, исследованиях физических свойств пород, стратиграфии, а также широкое внедрение компьютеров предопределили новое направление в геологических исследованиях - компьютерное моделирование. Решение геологических задач путем построения компьютерных моделей является не только экономически выгодным (в прикладных отраслях), но и позволяет быстро и эффективно проводить проверки теоретических построений.

Компьютерный анализ и моделирование стали ¡ нео тъемлемой частью для многих геологических дисциплин и широко внедряются в историческую геологию и тектонику. >

Работы, проведенные автором диссертации являются одними из первых в области моделирования и компьютерного анализа истории формирования осадочных бассейнов. В качестве новых шагов были предприняты попытки перевести моделирование на региональный масштаб, а также свести до минимума элемент абстрагирования при построении моделей, основываясь на реальных геологических данных. Эти задачи вызвали необходимость разработки новой методики подготовки, ввода, хранения и представления материалов.

Скифская платформа в качестве исследовательского полигона была выбрана в связи с ее сравнительно хорошей геологической изученностью и наличием большого количества скважин, широкой сети сейсмических профилей и сложной геодинамической историей, которую можно выразить в численном виде.

ЦЕЛЬ II ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целыо диссертационной работы являлось получение количественных характеристик истории формирования Скифской платформы на основе компьютерного моделирования для выделения этапов ее геодинамической истории* и реконструкций палеогектонических обстановок.

Для достижения э той цели решались следующие задачи:

* изучение геологического строения и истории формирования Скифской платформы по опубликованным и фондовым геологическим материалам и, по возможности, полевым наблюдениям;

* сбор и частичная ревизия материалов о геологическом

строении региона по данным буровых скважин, геологических разрезов и сейсмопрофилей;

* шуч£}ше и анализ литолого-палеогеографических карт

Скифской платформы для основных рубежей мезо-, ... кайнозойского развития для. возможности контроля, проверки и коррекции получаемых результатов моделирования;

* разработка методики компьютерного моделирования истории формирования осадочных бассейнов, основанной на использовании исходных геологических данных, (геологических разрезов и профилей);

* разработка алгоритма, и написание пакета компьютерных

программ для проведения одномерного и двухмерного , моделирования (данная задача решалась совместно с

. А.В.Ершовым).

* подготовка геологических материалов для компьютерной

обработки и ввод их в компьютер; (параллельно решалась задача по созданию баз хранения первичной информации);

* проведение одномерного моделирования по всем

. .. .подготовленным скважинам и геологическим разрезам;

* . определение основных численных параметров, характеризующих этапы тектонического развития региона и их расчет для всех моделируемых разрезов.

* проведение двухмерного компьютерного моделирования

как по данным отдельных скважин, так и на базе сейсмических профилей;

* анализ результатов одномерного и двухмерного моделирования и выделение на их основе этапов в истории развития Скифской платформы с их численными хар актеристик а ми.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые была предпринята попытка комплексного компьютерного анализа и моделирования, истории осадочного бассейна,,, основанная на данных^разрезов скважин и сейсмопрофилег|гп .. . . (., .

Проведенные исследования позволили на основе нового метода выделить этапы развития Скифской платформы, а также получить их численные характеристики. Определено, что основными параметрами, количественно характеризующими историю формирования региона, являются: 1) величина вертикальных движений фундамента; 2) величина тектонической составляющей погружения (воздымания) фундамента; 3) скорость вертикальных движений фундамента; 4) скорость

?

тектонической составляющей движений фундамента; 5) скорость осядконакопления и эрозии. Для 128 скважин, пробуренных на территории Скифской платформы, расчитаиы всс пять перечисленных параметров.

Примененный метод анализа позволил выделить ранее неизвестные детали истории развития региона и получить новую информацию о процессах тектогенеза и седиментации. Применение процедуры последовательного снятия слоев (Ьаск81прр^) и расчет первоначальных "разуплотненных" мощностей отложений позволил! установить изначальные скорости осадконакопления и эрозии. Расчеты показывают, что скорости, полученные из современных мощностей без учета уплотнения пород отличаются в среднем на 25-30% в оновном в меньшую сторону от скоростей, рассчитанных с учетом уплотнения. Гисго1~раммы и ¡рафики истории развития, построенные для всех моделируемых скважин, наглядно демонстрирую! основные закономерности развития Скифской платформы в мезо-кайнозойское время.

Впервые в России разработан и опробован комплексный метод одномерной и двухмерной количественной оценки геологической истории развития для регионов с широким развитием недислоцированпых и слабодислоцированных комплексов чехла.

Компьютерное моделирование истории осадочного бассейна может служить исходной базой для количественного анализа истории нефтегазоносности и последующей миграции углеводородов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Двухмерное моделирование позволяет реконструировать палеогеологические разрезы для любого момента геологической истории с учетом декомпакцин слоев. Переход в перспективе от двухмерного к трехмерному моделированию' даст возможность получать объемные реконструкции бассейна на любой момент времени с оценками вероятности формирования различных полезных ископаемых.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. Автором были использованы материалы фондов Ставропольской и Кавказской экспедиций геологического факультета МГУ, фонды Геологической библиотеки МГУ, материалы фондов ПО "Краснодарнефтегеофизика", Центральной Геофизической Экспедиции (г.Москва), материалы фондов СОГРЭ (г.Владикавказ). Часть материала была собрана автором в ходе полевых экскурсий на Северном Кавказе, Крыму, Центральной и Северной Добрудже в период с 1991 по 1995 г.г.

Одномерное моделирование по Скифской платформе было проведено по материалам 128 буровых скважин и геологических разрезов, двухмерное - с использованием как данных по отдельным скважинам, гак и сейсмическим профилям.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из 230 страниц машинописного текста, а также 35 рисунков и таблиц и трех приложений. Работа включает введение, четыре основные части, объединяющие 11 глав, заключение и библиографию из 216 названий.

Во "Введении" дана общая характеристика работы, определены ее цели и задачи.

Часгь I "Геологическая характеристика мезо-каинозойскнх комплексов Скифской платформы" посвящена обзору геологического строения территории. Эта часть состоит из двух глав: 1) "Районирование и общие характеристики строения мезозойско-кайнозойского комплекса" и 2) "Литолого-стратиграфическая характеристика мезозойско-кайнозойских отложений". Вторая глава построена по региональному принципу и стратиграфическое описание делается параллельно для каждой из пяти выделенных зон: Придобруджинского сегмента, Крымского региона, Западного, Центрального и Восточного Предкавказья.

Часть II диссертации "Методические основы компьютерною анализа MZ-KZ истории формирования Скифской платформы" посвящена основным принципам моделирования и включает главы 3) "Компьютерное моделирование осадочных бассейнов", 4) "Применяемый метод моделирования", 5) "Методические основы одномерного моделирования истории осадочного бассейна", 6)" Методика двухмерного компьютерного моделирования истории осадочного бассейна" и 7) "Методика подготовки, ввода, обработки, корректировки геологических данных и представления результатов моделирования". Пятая глава содержит описание основных вводимых параметров: геохронологической основы, глубины залегания qjannu, литологической характеристики разреза, палеоглубины бассейна, уплотнения пород с глубиной, а также описание процедуры последовательного снятия слоев - "backstriping", объяснение понятия "тектоническое проседание" для случаев локальной и региональной изостазии. Глава седьмая состоит из двух частей: одномерное и двухмерное моделирование и содержит описание всех используемых программных модулей и их функции.

Часть III "Результаты моделирования" состоит из трех глав: 8) "Результаты одномерного моделирований по скважинам", 9)

"Результаты двухмерного моделирования по данным скважин и сейсмопрофилей" и 10) "Основные выводы по результатам одномерного (Ю) и двухмерного (20) моделирования", в которых приведены все расчетные параметры, полученные в ходе моделирования и некоторые наметившиеся по ним выводы.

Заключительная 1У-я часть "История геологического развития мезо-кайнозоиского комплекса Скифской платформы" содержит описание истории развития платформы в мезозойско-кайнозойское время с учетом новых полученных численных результатов.

В "Заключении" приведены выводы, сделанные автором по результатам проведенных исследований.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Основные положения диссертации докладывались на Днях научного творчества молодых ученых МГУ (1993, 1994); Международных рабочих совещаниях по проекту "Е1ЖОРкОВЕ": "Тектоника и магматизм Восточно-Европейской платформы" (Москва, 1993), "Геодинамика Припятско-Днспрово-Донецкого и др. поздне-палеозонских рифтовых бассейнов Восточно-Европейской платформы" (Киев, 1994; Москва, 1995); на рабочем совещании Неогеновой комиссии (в рамках проекта "РЕШ-ТЕТНУБ" "Палеогеография Восточного Паратетиса в неогене." (Москва, ГИН, 1994); XXVIП-ом и ХХ1Х-ом Всероссийских Тектонических совещаниях (Москва 1995, 1996); на 4-ом и 5-ом Международных совещаниях по тектонике плит памяти Л.П.Зоненшайна (Москва, 1993, 1995); рабочих втречах по Международному проекту "РЕЮ-ТЕТНУЗ" (Милан, 1995; Париж, 1994; Москва, 1996); Международных совещаниях по проекту ЮСР-369 "Сравнительная эволюция Пери-Тетических рифтовых бассейнов" (Болонья, 1994; Констанца, 1995). Результаты исследований неоднократно докладывались и обсуждались на кафедре исторической и региональной геологин МГУ.

По теме диссертации опубликована 21 работа, среди них четыре статьи.

Материалы диссертации вошли в 5 научно-производственных отчетов "Лаборатории геологии и моделирования осадочных бассейнов" геологического факультета МГУ с Российскими производственными и исследовательскими организациями, а также в 2 научных отчета по международным проектам.

На базе разработанной в диссертационно!! работе методики компьютерного моделирования на геологическом факультете МГУ были защищены 2 курсовые и 2 дипломные работы.

Диссертация выполнялась под руководством доктора геол.-мииер. наук, профессора А.М.Никишина, которому автор выражает глубокую благодарность.

Автор выражает особую признательность А.В.Ершову за написание компьютерных программных модулей и за большую помощь в разработке основных положений методики моделирования.

Всесторонняя помощь и содействие в подготовке диссертационной работы была оказана Б.П.Назаревичем, автор выражает ему искреннюю признательность.

Автор благодарен Е.Е. Милановскому, Л.Ф. Копаевич, Д.И. Панову, Е.Ю. Барабошкину, Л.М.Расцветаеву, М.Ю.Никитину,

A.С.Алексееву, Н.В.Короновскому, Г.А.Белякову (МГУ, Геологический ф-т); Косовой С.С. (ЦГЭ); С.В.Попову (ПИН РАН); К.О.Соборнову (ВНИГНИ); И.Г.Щербе, М.Л.Копп (ГИН РАН); Л.И.Лобковскому,

B.Г.Казьмину (ин-т Океанологии РАН); А.С.Столярову (ВИМС);

B.И.Горбачеву (ГНПП "Недра"); А.Т.Исмаил-Заде (МИТПАН);

C.Н.Стовбе (Укргеофизика); А.Ковхуте (ГИН БАН); а также зарубежным исследователям: Ю.Подоадчикову, M.-F.Brunet, J.-C.Cadet, W.Cavazza, S. Cloetingh, J.Dercourt, E.Gradinam, A.Seghedi, R.Stephenson, M.Wilson, P.Ziegler за дискуссии, ценные советы и консультации, полученные в процессе написания работы, а также за предоставленные геологические материалы.

Автор со всей теплотой благодарит своих коллег и друзей И.В.Шалимова, М.В.Коротаева, А.В.Фурнэ, В.В.Ильину, Н.В.Назарову, И.А.Васильеву и Т.В. Маркову за постоянную поддержку и помощь во время выполнения работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Скифская платфома впервые была выделена М.В. Муратовым в 1955 году. Это название было предложено им в качестве общего имени для обширной полосы платформенных структур, располагающихся между древней Восточно-Европейской платформой и передовыми альпийскими сооружениями Карпат, Крыма и Большого Кавказа.

Значительный вклад в изучение геологического строения Скифской платформы внесли М.В.Муратов, М.С.Бурштар, Е.Е.Милановский, В.Е.Хаин, А.Я.Дубинский, А.И.Летавин, А.Н.Шарданов, А.Е. Каменецкий, Н.А.Швембергер, Б.А.Соколов, Б.П.Назаревич и др.

Скифская платформа, имеющая в основном герцинский фундамент, представляет собой сложно построенный регион с

существенно различающимися друг от друга областями, каждая из которых характеризуется своими чертами строения и развития. В составе молодой Скифской платформы выделяют пять областей: Добруджннский сегмент, Степной Крым, Западное, Центральное и Восточное Предкавказье.

ЧАСТЬ I. "ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЗО-КАЙНОЗОЙСКИХ КОМПЛЕКСОВ СКИФСКОЙ ПЛАТФОРМЫ".

Мезо-кайнозойские отложения Скифской платформы представлены всем спектром осадочных и, частично, магматических пород и представляют хроностратиграфическне подразделения от инда до квартера. Отложения мезозоя в разных частях платформы участвуют в строении складчатого фундамента и переходного комплекса, а также совместно с кайнозойскими входят в состав плитного чехла, причем, единый чехол для Предкавказья и Крыма начал формироваться с раннего мела, а общий чехол для всей Скифской платформы - лишь с позднего мела.

Триасовые отложения характеризуются сложным строением и существенно различаются по литологпческому составу в разных частях плиты. Они принимают участие как в строении фундамента (Северная Добруджа, Крым), так и "переходного" комплекса (Восточное Предкавказье), а, возможно, и нижних горизонтов чехла (Западное Предкавказье, Каркинитский грабен).

Отложения юры значительно шире развиты, чем отложения триаса и охватывают южные и юго-восточные области Скифской платформы. Они также местами участвуют в строении фундамента (Северная Добруджа) и слагают нижние горизонты чехла (Степной Крым, Западное и Восточное Предкавказье). В литологическом плане юрские отложения представлены двумя комплексами: терригенным (нижняя-средняя юра) и галогенно-сульфатно-карбонатным (верхняя юра).

Мел-эоценовый терригенно-карбонатный комплекс широко развит на всей территории платформы и представлен в нижней части терригенными породами в основном апта-альба, а в верхней - ведущая роль принадлежит карбонатным отложениям.

Ошноцен-четвертичные отложения также имеют широкое распространение и составляют синорогенный этаж платформенного чехла. Они слагают мощную терригенную и, местами, в верхней части терригенно-карбонатную толщу.

ЧАСТЬ II. "МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА MZ-KZ ИСТОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ СКИФСКОЙ

ПЛАТФОРМЫ".

Численное моделирование, благодаря широкому применению вычислительной техники, стало в последние годы признанным методом исследований в науках о Земле.

Существуют различные методы построения историко-геологических моделей. Метод, примененный автором в диссертации для анализа и моделирования мезо-кайнозойской истории чехла Скифской платформы представляет собой решение обратной кинематической задачи, состоящей в последовательном снятии слоев от более молодых к более древним, т.е. применена процедура "обратного снятия" ("backstriping"). Известная зависимость уплотнения пород с глубиной также была учтена путем процедуры "разуплотнения".

Основной акцент при разработке метода 'моделирования осадочного бассейна делался па получение численных характеристик различных геологических процессов: величины общего проседания (воздымания) фундамента (т.е. величины вертикальных движений), величины тектонической составляющей вертикальных движений, скоростей общего проседания фундамента и тектонического погружения, скоростей осадконакопления и эрозии. Численные характеристики этих процессов позволяют проводить сравнение истории формирования самостоятельных тектонических зон как-единого бассейна, так и различных бассейнов.

Основой одномерного моделирования является построение и анализ диаграмм зависимости глубины залегания какой-либо границы или точки в геологическом разрезе от времени. Впервые подобные графики были опубликованны P.Lemoin в 1911 году как иллюстрации общей истории геологического развития Парижского бассейна. Широкое использование метод получил после работ С.Бубнова. В России подобные графики были предложены Н.С.Шатским в 1924 г. Теоретическая основа метода была позднее развита М.М.Тетяевым, В.В.Белоусовым, Г.П.Леоновым, Д.П.Найдиным, Б.А.Соколовым. Дальнейшее развитие она получила в работах В.О.Михайлова, Ю.И.Галушкина, А.Т.Исмаил-Заде, А.В.Ершова и автора.

Появление компьютерного моделирования сделали одномерное моделирование геологической истории осадочных бассейнов по скважинам одним из важнейших методов исследования в геологии. Удачным названием для данного метода является определение предлагаемое J.van Hinte (1978) -"геоисторический анализ". В нем

наиболее точно отражена его основная суть: "ич наблюдаемого через расчеты увидеть историю развития в количественном выражении". Технику современного подхода к проведению одномерного компьютерного моделирования по скважинам с использованием процедуры "backstryping" предложили Sclater и Christie в 1980 г.

Проведение двухмерного (2D) компьютерного моделирования является логическим продолжением одномерного (1D) моделирования. При 2D моделировании используются все те же параметры, на которых основаны 1D модели (абсолютное время, современные глубины залегания геологических границ, литологический состав выделяемых слоев, альтитуда поверхности осадконакопления, законы уплотнения различных литотипов пород с глубиной), но появляется еще одна компонента - расстояние между скважинами или расстояние от начальной до конечной точек сейсмического профиля.

При проведении 2D моделирования использованы два возможных пути. Первый - построение геологической модели на основе моделей по отдельным скважинам, выстроенным вдоль некоторой линии (вдоль геологического профиля). Второй - использование как основы сейсмических профилей.

Методика проведения как 1D, так и 2D моделирования основана на конкретной последовательности шагов: подготовка геологической информации к вводу в компьютер, ввод в компьютер, обработка пформацин, корректировка получаемых результатов, вывод результатов моделирования, анализ новых результатов. Содержание каждого из перечисленных этапов одинаково и для 1D, и для 2D моделирования, однако отдельные детали существенно различаются.

Подготовка информации к вводу заключается в целенаправленном выборе необходимых геологических данных из документации разрезов скважин и интерпретации геологических границ, с последующим занесением их в бланковку, адаптированную к последовательности окна диалогового опроса программы SED1M.

Вся введенная информация о геологическом разрезе записывается в две самостоятельные базы данных: litology.dbf и wel.dbl'. Первая база содержит информацию о литологическом составе слоев всех введенных скважин, вторая - последовательность этапов в каждом разрезе, их возрастные и глубинные характеристики, а также физические параметры слоев.

Путем последовательного пересчета мощностей каждого из введенных слоев (процедура "backstriping"-a и "разуплотнения") получаем исходные толщины слоев на заданный момент времени. Зная

абсолютную продолжительность времени формирования для каждого из слоев и их мощности расчитываются скорости вертикальных движений фундамента, осадконакопления, оррозии и тектонического проседания (воздымания).

Пакет компьютерных программ для осуществления всех выше перечисленных процедур был написан А.В.Ершовым.

ЧАСТЬ III "РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ".

Одномерные модели (графики истории развития) для Скифской платформы были построены по данным 128 скважин и геологических разрезов. Для каждой скважины (разреза) были расчитаны все пять перечисленных в Части I! параметров. Результаты расчетов представлены в табличной форме в Приложении к диссертации. Помимо цифровой формы результаты моделирования для каждой скважины представлены в виде графиков истории развития, включающих кривые вертикальных движений фундаманта, тектонического проседания и скорости тектонического проседания. Для удобства сопоставления и корреляции отдельных исторических событий были использованы кривые скоростей тектонического проседания (воздымания), которые были распечатаны отдельно для всех скважин в едином масштабе и сведены в колошей одна под другой. Уже на основании визуального анализа суммарной картины четко выделяются относительно кратковременные эпохи с высокими и, наоборот, низкими скоростями как нисходящих, так и восходящих тектонических движений, а также продолжительные периоды умеренного прогибания платформы. Выделяется семь крупных периодов резкого возрастания тектонической активности: ранний триас, поздний триас, средняя юра (конец аалена - начало бата), в середине раннего мела, в позднем мелу (сантон - сампан), в начале олигоцена и многофазный неоген-четвертичный максимум. Названная закономерность отмечается практически ддя всех моделей и отражает всплески активности, периодически охватывающие обширные пространства платформы. По графикам скоростей легко оценивается интенсивность того или иного тектонического события. Это позволяет сравнивать его как с предыдущими и последующими эпохами для данного места бассейна (имеется ввиду место расположения скважины), так и с прилегающими и отдаленными областями.

По результатам двухмерного моделирования восстановлена серия палеогеологических разрезов основаных а) на даннах скважин (разрезы по Змейской площади (междуречье Терека и Уруха) и Аргуданской

площади (Аргуданский выступ); б) по региональному сейсмопрофишо, протягивающемуся пораллельно побережью Каспия от Гудермеса на север через Кочубей на 350 км. В результате обратного кинематического моделирования сделаны двухмерные компьютерные модели - "мультфильмы" - истории формирования Скифской платформы вдоль заданного профиля.

ЧАСТЬ IV "ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКОГО КОМПЛЕКСА СКИФСКОЙ

ПЛАТФОРМЫ".

Проведенное компьютерное моделирование тектонической истории Скифской платформы, базой для которого послужили исходные геологические данные: разрезы скважин, сейсмические профиля, а также обширный картографический материал, позволило выделить следующие периоды в истории становления региона и дать их некоторые численные характеристики.

На протяжении раннего и среднего триаса на всей территории Скифской платформы развивалась крупная рифтовая система, заложившаяся на континентальной коре герцинского орогена. В нее входили Манычский, Каясулинский, Каркинитский, Азовский, Килийскип и Тульчанскии рифты. Это время характеризовалось очень сложной и многоактной историей тектонической активизации. Главные пики ее приходятся на оленекский (время накопления нефтекумской, култайской и демьяновской толщ) и конец анизийского (кизлярское время) веков. Отдельные зоны рифтовых систем испытывали общее погружение со скоростями до 1800 м/млн. лет, однако для большинства районов они составляли 250-300 м/млн. лет. Незначительный всплеск тектонической активности приходится на вторую половину карнийского века. На протяжении ладинского века (плавненское время) отмечается устойчивое замедление скоростей проседания фундамента рифтовых зон.

Норийско-рэтский пап характеризовался орогенезом в восточной части Скифской платформы, где формировался молассовый терригенно-вулканогенный комплекс, а на большей территории западной части установился режим морского погружения. Скорости накопления моласс в Восточном Предкавказье имеют широкий предел колебаний, достигая максимальных значений в 151 м/млн. лет при скорости проседания фундамента в 117 м/млн. лет. Высоких значении достигают и скорости эрозии (72 м/млн. лет). Парагенез высоких

значений скоростей эррозии и седиментации для одного региона указывает обстановку регионального сжатия и орогенеза.

Максимум воздымания, возможно, пришелся на начало лейасг (гепанг), когда на большей части территории Скифской платформь установились континентальные условия. Исключение составлялг только область Сев. Добруджи, где по-прежнему существовал морской бассейн. Высокое стояние территории продолжалось на протяженш синемюра и большей части плинсбаха.

В позднем плинсбахе - гоаре происходит образовать глубоководного Крымско - Болыпекавказского Трога в обстановк< растяжения. Отсутствие морских отложений этого возраста н; территории Степного Крыма и Предкавказья свидетельствует о все еще континентальных условиях, сохраняющихся, возможно, благодар} обстановке «шрифтового термального воздымания литосферь северного "плеча" развивавшегося рифта Большого Кавказа.

Новый этап общерегионального интенсивного опусканш Скифской платформы приходится на поздний аален - начало раннегс байоса. Скорости проседания фундамента вдоль южной окраинь Предкавказья к концу этапа достигали 135 м/млн. лет. Севернее, вдолт переферии бассейнов эти скорости в среднем составляли 10-15 м/млн лет.

Инверсионное событие на Большом Кавказе и в Горном Крыму i середине раннего байоса стало причиной устойчивого замедленш регионального проседания Скифской платформы на протяжении всегс последующего байоса и бага. Кульминация этого события выразившаяся в орогенообразовании в Крымско - Кавказском поясе ш рубеже бата и раннего келловея, привела к структурной перестройке т Скифской платформе и началу нового этапа ее развития. Скорости эррозии в момент перестройки достигали 15-20 м/млн. лет.

Следующий этап проседания, читающийся на всей территорш Скифской платформы, начавшийся в келловее и завершившийся i титоне, был, вероятно, следствием новой фазы растяжения в Крымско Кавказском поясе. Оси максимальных значений проседания сместилиа к северу и скорости погружения фундамента достигали 250 м/млн. лет На северных бортах прогибов эти скорости были также несколькс выше, чем в аален - ранне-байосское время и в среднем составляли 15 20 м/млн. лет.

В берриасе произошло новое событие, повлекшее подъе.\ территории Скифской платформы и ее структурную перестройку Начиная с позднего берриаса и по баррем включительно, отмечаете}

погружение региона и формируется новая система бассейнов. Скорости проседания фундамента составляли в среднем 45-50 м/млн. лег.

На рубеже баррема/апта отмечается структурная перестройка территории платформы, которая в большей мере проявилась в западных областях. Однако, это событие не повлекло за собой полной инверсии направленности тектонических движений, а наоборот, начиная с конца апга наметился устойчивый режим общего регионального по1-ружения Крымско - Предкавказской области. Скорости этого погружения были заметно ниже, чем на предыдущих этапах (ок. 20 м/млн. лет), но, учитывая длительность этого этапа (апт-алъб (27,5 млн. лет)), он играет важную роль в истории формирования Скифской платформы.

Новые тектонические события в южном обрамлении платформы (Крымско - Кавказском поясе) нашли отражение и на Скифской платформе на рубеже альба и сеномана: отмечается усиление нисходящих движений и в среднем их скорость составила в это время ок. 30-35 м/млн. лет. В коньяке они вновь установились на уровне 20-25 м/млн. лет и в общем сохранялись в этих пределах до конца мела. Исключение составляет некоторое увеличение скоростей проседания в сантоне для Восточного Предкавказья, но в силу недостаточной точности стратиграфического расчленения этого интервала разрезов в скважинах говорить о надежности этих данных пока нельзя. В области Равнинного Крыма в позднем мелу отмечается максимум проседания в са нтоне - кампане со скоростями 60-70 м/млн. лет, а максимальных значений скорости достигают в Каркинитском грабене, который продолжил унаследованно развиваться в позднем мелу на месте раннетриасового и аптско-альбского рифта. Начиная с сеномана в устойчивое опусконие были вовлечены и области Северной Добруджи.

На протяжении всего палеоцена и эоцена сохранялась обстановка общего устойчивого погружения Скифской платформы, однако выделяется четкая дифференциация скоростей общего погружения по трем главным зонам. Максимальные скорости отмечаются для Западного Предкавказья, совсем незначительные - для Центрального и умеренные - для Восточного Предкавказья, где они составляли ок. 10-15 м/млн. лет.

Орогения в Закавказье на рубеже эоцена и олигоцена повлекла за собой быстрое погружение территории Скифской платформы, в результате чего в ее пределах образовались области с некомпенсированным осадконакоплением. По палеонтологическим данным известно, что уже в раннем Майкопе глубина в осевой части бассейна достигала 1000 - 1200 м. Аналогичные результаты были

получены при восстановлении глубины бассейна по геолетрии клиноыорм. Расчет скоростей погружения осевой части майкопского бассейна показал, что они составляли 850-920 м/млн. лет. Скорости заполнения котловины в среднем Майкопе достигали 120 и выше м/млн. лет.

Начавшееся в середине миоцена столкновение между Аравией и Европой явилось причиной формирования орогена Большого Кавказа, а также контролировало всю последующую историю развития Скифской платформы. В южной части платформы перед фронтом Кавказского орогена началось формирование Индоло-Кубанского и Терско-Каспийского молассовых прогибов. В истории их формирования можно выделить по данным анализа скоростей проседания и осадконакопления пять стадий активизации нисходящих движений: чокрак-караган, среднийпоздний сармат, понт, акчагыл и четвертичный (16.5-15, 12.4-9.7, 7-5, 3.7-1.8 и 1.6-0 млн. лет назад 'соответственно (абсолютная датировка дана по И.С.Чумакову и др. (1992))). Скорости осадконакопления и проседания в эти периоды достигали значительных величин и сильно изменялись в зависимости от конкретной области. Общей тенденцией для скоростей является их уменьшение по мере удаления от горного сооружения Кавказа.

Начиная со среднего миоцена, одновременно с погружением южных и центральных частей Скифской платформы, происходит инверсия тектонических движений в области кряжа Карпинского, где в результате воздымания происходит активная эрозия майкопских отложений. Эта обстановка сохранялась на протяжении всего среднего и позднего миоцена и акчагыла. Вновь кряж Карпинского был вовлечен в опускание уже в четвертичное время.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1) Усовершенствован комплексный метод одномерной количественной оценки геологической истории осадочного бассейна. Появилась возможность иметь числовые значения для следующих параметров с учетом декомпакции пород:

* амплитуда общего проседания (воздымания)

фундамента;

* амплитуда тектонической составляющей

вертикальных движений;

* скорость общего проседания фундамента;

* скорость тектонического погружения (воздымания);

* скорости осадконакопления и эрозии.

2) Впервые разработан метод (совместно с А.В.Ершовым) двухмерного компьютерного моделирования геологической истории осадочного бассейна на базе сейсмических профилей и скважин, позволяющий реконструировать палеогеологический разрезы па любой момент прошлого с учетом декомпакции осадков.

3) С учетом данных моделирования для Скифской плиты выделены следующие этапы развития:

* ранний-средний триас: рифтинг;

* норнй-рэт: орогения, формирование молассовых бассейнов;

* геттанг - ранний плинсбах: эпоха высокого стояния платформы;

* поздний плинсбах - тоар: рифтинг, заложение глубоководнрого Крымско - Большекавказского грога, «шрифтовое термального воздымания Скифской платформы;

*■ аален - ранний байос: фаза интенсивного проседания южных и юго-восточных областей платформы;

* поздний байос - бат: фаза замедления проседания южных частей пларформы и воздымания северных;

* предкелловейский подъем, деформации;

* келловей - титон: новая фаза интенсивного проседания;

* ранний берриас: фаза кратковременного воздымания;

* поздний берриас - баррем: устойчивое погружение;

* рубеж баррема и апта: кратковременная инверсия в западных областях платформы;

* апт-эоцен: устойчивое региональное по1"ружение, осложненное слабыми фазами ускорения и замедления (наиболее заметные фазы ускорения погружения в апте -альбе, сеномане икампане);

* олпгоцен-раннин миоцен: раннеколлизионная фаза быстрого погружения;

* средний миоцен - квартер: синколлизионное формирование молассовых бассейнов и инверсии кряжа Карпинского. Выделяется пять импульсов активизации нисходящих движений: чокрак-караган, средний поздний сармат, понт , акчагыл и четвертичный (16.5-15, 12.4-9.7, 7-5, 3.7-1.8 и 1.6-0 млн. лет назад соответственно).

4) Каждый из выделенных геотектонических этапов характеризуется своими численными характеристиками истории погружения/поднятия и седиментации (эрозии).

5) Синхронность фаз растяжения и сжатия на территории Скифской плиты свидетельствует об определяющей роли региональных напряжений в геодинамической истории Скифской плиты.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ И НАХОДЯТСЯ В ПЕЧАТИ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Палеосейсмодислокации в бассейне р. Ардон и их значение дтя

оценки сейсмического потенциала Большого Кавказа. - ДАН, 1993, т.330, No 6, с.740-744. (Соавторы: Никитин М.Ю., Никонов А.А., Беляков Г.А.)

2. North Caucasus sedimentary basin: stages of development and

geodynamical history. In "L.P. Zonenshain memorial conference on plate tectonics", Programme and abstracts. Moscow, November 17-20,

1993. (Coautors: Nikishin A.M., Cloetingh S., Ershov A.V., Khain V.E. Kurdin N.N.,Lobkovsky L.I., Milanovsky E.E., Nazarevich B.P., Panov D.I., Rastsvetaev L.M., Sobomov K.O.)

3. ГеодинамичеСкий анализ Северо-Кавказского осадочного бассейна

по данным компьютерного моделирования истории погружения. -В сб. "Тектоника и магматизм Восточно-Европейской платформы."-М.: КМК, 1994.- 2Юс.-(Материалы международного совещания по проекту Европроба, Москва, 12-15 мая 1993 г.) - с.85-93. (Соавторы: Никишин A.M., Ершов А.В., Назаревич Б.П., Клутинг С., Лобковский Л.И., Сгефенсон Р.)

4. 1-D and 2-D computer modelling of the burial history of the Russian

platform and Karpinsky Kryazh Zone. // EUROPROBE miting, Kiev,

1994, Geodynamics of Pripyat-Dnieper-Donets and other Late-Paleozoic rift basins of East European platform. Abstracts. (Coautors: Ershov A.V., Nikishin A.M., Fokin P.A., Fume A.V. et. al.)

5. Компьютерное моделирование осадочных бассейнов. - Тез. докладов

XXYIII Тектонического совещания (Тектоника осадочных бассейнов Северной Евразии). Москва. МГУ. 1995 г. с.136138.

(Соавторы: Никишин A.M., Ершов A.B., Коротаев М.В., Назаревич Б.П., Фурю A.B., Шалимов И.В.)

6. Mezozoic - Cenozoic evolution оГ the Crimea - Pericaucasus sedimentary

basin. // European Union of Gcosciences, Strasbourg, France, 9-13 April 1995. Abstracts. (Coautors: Nikishin A.M.)

7. The Triassic - Jurassic magmatism of Scythian plate. // European Union of

Geosciences, Strasbourg, France, 9-13 April 1995. Abstracts. (Coautors: Shalimov I., Nikishin A.)

8. North Caucasus - North Crimea (Scithian) sedimentary basin:

stratigraphy, tectonics, magmatism, basin evolution end modeling (results of the first year). Report on activities on proposal 94-53. PERI-TETHYS. Milano Mitting, 15-16 June 1995. Abstracts, p.28. (Coautors: Nikishin A.M., Cloeting S., Baraboshkin E.Yu., Ershov F.V., Kopaevich L.F., Kosova S.S., Nazarevich B.P., Rastsvetaev L.M., Fokin P.A., Il'ina V.V.)

9. Ripliean-Paleozoic geological history and geodynamics of the east

European craton. // EUROPROBE WORKSHOP. Intraplate tectonics and basin dynamics. Geodynamics of Intracratonic Rifting: Eastern European Craton and Pripyat-Dnieper-Donets Rift. Leeds. 28-31 July 1995. Abstracts. (Coautors: Nikishin A.M., Fume A.V., Fokin P.A., Alekseev A.S., Ziegler P., Cloeting S., Stephenson R., Ershov A.V., Bolotov S.N., Korotaev M.V.)

10. Paleogeographic - paleotectonic history of the Scythian platform (series of

paleogeographic - paleotectonic maps, scale 1:2'500'000). Abstracts. (IGCP Progect No 369 "Comparative Evolution of PeriTethyan Rift Basins"). 2nd Annual Mitting and Fieldtrip. 29 September - 3 October, 1995, Mamaia, Romania. (Coautors: Nikishin A.M., Baraboshkin E.Yu., Kopaevich L . F.,Nazarevich B.P., Il'ina V.V. and Rastsvetaev L.M.

11. Computer modelling of the rift basin history of the-Russian and the Scithian platforms. Abstracts. (IGCP Progect No 369 "Comparative Evolution of PeriTethyan Rift Basins"). 2nd Annual Mitting and Fieldtrip. 29 September - 3 October, 1995, Mamaia, Romania. (Coautors: Ershov A.V., Nikishin A.M., Korotaev M.V., Nazarevich B.P., Fokin P.A. and Fume A.V.)

12. The major features of early triassic history of sedimentan,' basin on

Eurasia continental margin in the boundaries of the of the Scythian platform. // 5-th Zonenshain conference oil plate tectonics. Programme and abstracts. Moscow, November 22-25, 1995, pp. 116-117. (Coautors: Nazarevich B.P., Nikishin A.M.)

13. Usage of computer modelling data in the analisis of history of triassic

sedimentation in the eastern part of the Scythean platform. // 5-th Zonenshain conference on plate tectonics. Programme and abstracts. Moscow, November 22-25, 1995, pp. 141-142. (Coautors: Nazarevich

B.P., Nikishin A.M., ErshovA.V.).

14. Quantitative characteristics of Mesozoic-Cenozoic hisroty of the Fore-

Caucasus and North-Crimean sedimentan- basins. // Peri-Tethys Programme. Moscow Workshop. January 16-17, 1996. Abstracts. (Coautors: Nikishin A.M., Nazarevich B.P.).

15. Scythian platform: tectonic history. // Pen - Tethys Programme. Moscow-

Workshop. January 16-17, 1996. Abstracts. (Coautors: Nikishin A.M., Baraboshkiii E.Yu., Kopaevich L. F., Nazarevich B.P., Panov D.I., Ershov A.V., Kosova S.S., Brunet M.-F., Cloetingh, S., Stephenson R.A. Wilson M.

16. Scythian platform in Mesozoic and Cenozoic: series of paleogeographic

maps, scale 1:2'500'000). // Peri-Tethys Programme. Moscow Workshop. January 16-17, 1996. Abstracts. (Coautors: Nikishin A.M., Baraboshkin E.Yu., Kopaevich L. F-, Nazarevich B.P., Panov D.I., Il'ina V.V. and Rastsvetaev L.M.)

17. Кайнозойские обще.'штосферные складки на Восточно-Европейской

платфоре в результате ее альпийского сжатия: геологические данные и математическая модель. (Тез. докладов XXIX Тектонического совещания. Москва. МГУ. февраль 1996 г.) (Соавторы: Никишин A.M., Ершов А.В., Коротаев М.В., Клутинг

C., Стефенсон Р.).

18. North-Caucasus molasse basin: geological history and dynamics. И EGC,

May 1996. Hague, Netherlands. Abstracts, (in press) (Coautors: Nikishin A.M.).

19. Numerical modelling of the fore- and trans- Caucasus-Crimea inolass

basins. // IGC, Augist 1996. China. Abstracts, (in press). (Coautors: Hrshov A.V., Brunei M.-F., Nikishin A.M.)

20. The history of the Scythian platform based on the new series of paleogeographic-paleotectonic maps, scale 1:2'500'000. // IGC, Augist 1996. China. Abstracts, (in press). (Coautors: Nikishin A.M., Baraboshkin E.Yu., Kopaevich L. F., Nazarevich B.P., Panov D.I.

21. Riphean-Paleozoic geological history and geodynamics of the East-European craton. // Tectonophysics, 1996 (in press). (Coautors: Nikishin A., Cloetingh S., Stephenson R., Zigler P., Furne A., Fokin P., Ershov A., Alekseev A., Korotaev M., Shalimov I. et al.)