Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Глубинное строение Пай-Хоя и сопредельных территорий

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Глубинное строение Пай-Хоя и сопредельных территорий"

РГ6 од

Российская Академия Наук 1 В ДПР Уральское отделение

Коми научный центр Институт геологии

На правах рукописи

КОНАНОВА НАДЕЖДА ВИТАЛЬЕВНА

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ П^Й-ХОЯ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 04.00.01 - общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Сыктывкар - 1994

Работа выполнена в Институте геологии Коми Научного Центра Уральского Отделения Российской Академии наук, г.Сыктывкар.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.А.Дедеев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор Е.Б.Грунис кандидат геолого-минералогических наук Л. 3. Аминов

Ведущая организация - ПГО "Печорагеофизика" (г.Ухта)

Защита состоится мая 1994 года в_час. на заседании

Специализированного ученого совета Д200.21.01 по защите диссертаций при Институте геологии Коми НЦ УрО Российской АН (Сыктывкар, Первомайская ул., 54)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми НЦ (Сыктывкар, Коммунистическая ул., 24)

Автореферат разослан -/О- апреля 1994 г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в двух экземплярах просим направлять по адресу: 167000, г.Сыктывкар, Первомайская ул., 54, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Ученый секретарь Специализированного совета д-р геол-минерал наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Одной из гласных проблем геологии на современном этапе является изучение строения земной коры и мантии, а которых следует искать основные источники энергии тектонических, магматических и метаморфических процессов. Именно эти процессы определяют все многообразие структурно-вещественного распределения горных пород и определяют направления поисков месторождений полезных ископаемых.

В настоящее время верхние горизонты земной коры Паи-Хоя и сопредельных территории, преимущественно осадочная оболочка и, в меньшей степени, фундамент, охвачены геолого-геофизической сьемкой, бурением и горными работами. Сейсмическими исследованиями Карская и Коротаихинская впадины довольно детально изучены приблизительно до глубин 10-20 км. Через Пай-Хой проходят два профиля глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ) с глубинностью исследований до 50 км. Данные глубинного магншотеллурического зондирования (МТЗ) присутствуют только в отдельных точках исследуемого региона.

Современный этап изучения глубинною строения Печорской и севера Западно-Сибирской плит характеризуется активной разработкой методик комплексной интерпретации геолого-геофи-зичесих данных, базирующихся преимущественно на сейсмической информации. На основе комплексной интерпретации построены слоисю-блоковые и чещуичаго-надшновые модели земной коры и верхов верхней мантии исследуемого ренюна. Однако, нижняя (мантийная) часть литосферы остается белым пятном" в этих моделях, поскольку сейсмическою материала на данном этапе исследований явно недостаточно для таких построений.

Цоль работы заключалась в изучении глубинного строения литосферы Пай-Хоя и сопредельных территорий. На примере Пай-Хоя (Береговой хребет) и прилегающих регионов показаны возможности гравиметрии при изучении глубинного строения территории. Поскольку по гравиметрическим данным можно изучать особенности строения недр на любых глубинах, то применив методику последовательного исключения аномальных составляющих из наблюденного поля, получена новая информация о гео-плотностном разрезе мантии. В результате исследований выявлено распределение плотностных неоднородноетей на разных

глубинных уровнях мантии, что дало возможность построить первую плотностную модель мантии Пай-Хоя и сопредельных территорий до глубин 400-600 км.

Для достижения поставленной цели решались следующие методические и практические задачи:

-выбор оптимальной методики расчета плотностных моделей мантии и земной коры; • .

-возможное обьясйение природы. региональных и локальны> аномалий поля силы тяжести исследуемого региона;

-выявление общих закономерностей изменения физических свойств (Плртности) вещества мантии по вертикали и по лате-рал!1 глубже раздела Мохоровичича;

-изучение закономерных связей распределения аномальных масс мантии с особенностями строения земной коры;

-обоснование зависимости механизмов образования основных структур исследуемого региона от процессов, происходящих в мантии. ' ' ■

. 4 Научная новизна. До наших исследований плотностная модель мантии Пай-Хоя и его обрамления оставалась неизвестной. Впервые предложено использование этих моделей для выяснения взаимодействия мантии, имеющей мощность более 1000 км, со структурами относительно тонкой земной коры и представлены возможные схемы образования отдельных структур Печорской плиты.

Практическая ценность. Проведенные исследования могут служить основой для тектонического районирования терри. тории с-выявлением разнородных геоблоков и пограничных зон ,глубиуных разломов, к которым обычно приурочены различные виды полезных ископаемых. Наши исследования можно рассматривать как научное обоснование новых направлений развития по-исково-разердочных работав первую очередь на природные углеводороды. По нашим построениям возможны поиски месторождений нефти и газа не только под аллохтонными пластинами Пай-Хоя, но И в районе Карской впадины, где отмечаются благоприятные глубинные условия для формирования круп их месторождений природных углеводородов. Защищаемые положения:

1. Изучение глубинного строения литосферы территории Пай-Хоя и сопредельных регионов, обоснование механизмов образования и эволюции структур земной коры в настоящее время при минимуме исходных геолого-геофизическйх данных воз-

можно только по данным региональной гравиметрии и провоз дится по методике последовательного исключения аномальных составляющих из гравитационного поля с использованием i с,»•>-зонтальных производных первого и второго порядков, локальных, региональных и остаточных аномалий.

• 2. Сравнительная характеристика Печорской и севера Западно-Сибирской плит выявила их существенные отличия:' мощность литосферы Печорской плиты составляет 350 км, средняя плотность - 3300 кг/м3, севера Западно-Сибирской соответственно -80-130 км и 3150-3300 кг/м3. Мощность литосферы Пай-Хоя и сопредельных территорий составляет 250-320 км. Плотность вещества литосферной мантии в районе современного поднятия Пай-Хоя изменяется в пределах 3350-3450 кг/м3. Верхняя мантия в районе Пай-Хоя в значительной степени "истощена", относительно "холодная" и непроницаемая; в районе Коротаихинской впадины и акватории Карского моря - "неистощенная", "горячая", относительно проницаемая.

3. Особенности строения мантии, степень ее "истощения", зоны дегазации мантии влияют на процессы нефте- и газойбт разования. При определении перспективнвв^адон нефтегазообра-зозания и нефтегазонакапления следует учитывать и данные о глубинном строении литосферы. Предложены новые практические рекомендации по направлению поисков месторождений природных углеводородов, учитывающие строение мантии. Значительные по запасам и размерам месторождения нефти и газа приурочены к зонам контакта плотных (холодных) и разуплотненных (горячих) мантийных блоков.

Апробация материалов. По теме диссертации опубликован«? 11 работ. Основные результаты исследований докладыва лись на XI Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 1990), XI Уральской конференции ^юлодых геологов и геофизиков "Геология и полезные ископаемые Урала" (Свердловск, 1991), молодежной научной конференции "Структура, вещество и история Литосферы Тймано-Североуральского сегмента" (Сыктывкар, 1992), международном симпозиуме "Геодинамическая эволюция осадочных бассейнов" (Москва, 1992), международной конференции "Потенциал нефти и газа в Баренцевом и Карском морях и прилегающей суши" (Мурманск 1992), молодежной конференции "Проблемы геологии Тимано-Североуралыжого сегмента литосферы" (Сыктывкар, 1993), III се-

- ч -

минаре "Нетрадиционные методы изуче. - неоднородностей земной коры" (Москва, 1993).

Все глубинные разрезы и схематические карты построены лично, автором на основе опубликованной гравиметрической карты в редукции Буге 1:200000 и 1:2500000 масштабов, в которых исключено притяжение эллипсоида и учтено влияние промежуточною слоя, заключенного между точкой наблюдения и поверхностью геоида. Для геологической интерпретации полученных результатов привлекались региональные и детальные геолого-геофизические материалы ПГО "Полярноуралгеология", Г1ГО "Ухтанефтегазгеология", ПГО "Печорагеофизика".

Диссертационная работа выполнялась в отделе геологии горючих ископаемых Института геологии Коми .научного Центра Российской Академии наук (ИГ КНЦ УрО РАН) под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации и Республики Коми В.А.Дедеева, которому автор выражает глубокую признатель-. ность за оказанную помощь в работе.

Автор благодарен сотрудникам ИГ КНЦ УрО РАН: А.А.Беляеву, В.Г.Гецену, Н.В.Ильиной, Н.А.Колода, Н.А.Малышеву, В.А.Мо-лину, Т.П.Митюшевой, А.М.Пыстину, В.В.Юдину за внимание, "поддержу, помощь и конструктивную критику во время работы над диссертацией. Особую признательность автор выражает постоянному соавтору статей и научных докладои сотруднику института геологии КНЦ *УрО РАН Т.А.Лыюровой за сотрудничество, поддеджку и совместную конструктивную раиогу.

Автор признателен С.Г.Устимчук, Н.В.Шушковой, А.А.Агафонову, В.А.Носкову, Г.С.Семеновод, И.В.Сельковой, оказавшим неоценимую помощь в техническом оформлении диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем работы составляет 155 машинописных страниц, в том числе 105 страниц текста, 44 рисунка, 5 таблиц, 151 наименование литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Глава I. СОСТОЯНИЕ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИЗУ,-ЧЕНОСТИ РЕГИОНА. -

В главе содержатся краткие сведения об истории изученности исследуемого региона, которая подразделяется на три этапа; -

1 Маршрутно-рекогносцировочные исследования 1849-1945п. В результате исследований этого этапа сформировались взгляды о' Пай-Хое как об антиклинальной структуре, ядром которой являются отложения докембрия и нижнею палеозоя. Спорными оставались вопросы о вбзрасте складчатости и о взаимоотношении с Уралом.

2. Региональные I еолшо-теофизические съемки 1946-1970гг. Сопоставление геолЬгичес'ких и геофизических материалов по Лай-Хою и прилегающим территориям этого периода теолоГо-геофизической изученности позволило значительно уточнить геологическое строение исследуемой территории.

3. Крупномасштабное геологическое картирование 19711993гг. В результате геолого-геофизической интерпретации полученных материалов е этот период времени построены слоисто-блоковые и чешуйчато-надвиговые модели земной коры и верхов верхней мантии, базирующихся преимущественно на сейсмической информации. Однако, отсутствие с трот ой функциональной зависимости [равитационных аномалий от мощности земной коры. свидетельствующее о плотностной неоднородности мантии, заставило автора продолжить исследования по изучению глубинного строения литосферы региона.

Глава II. КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ПАЙ-ХОЯ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ.

В главе даются краткие сведения по стратиграфии и~ современный-структурный план исследуемой территории.

Рифейско-вендские отложения обнажены на северо-западе Югорского полуострова и о. Вайгач и подразделяются на три свиты: амдерминскую, морозоеску/о и соколышнскую.

Магматические образования докембрия представлены То-интинским габбро-диабазовым комплексом я/.Н3.4-\/), сложенным маломощными дайками диабазов, габбро-диабазов и габбро; а также Юшарским гранодиоритовым комплексом (у6£), сложенным кварцевыми диоритами, аиьбитофирами.

Палеозойские отложения Пай-Хоя В.И.Устрицкий разделил еще в пятидесятых годах на два лиголого-фациальных и струк-турно-формационных комплекса: преимущественно карбонатный на юго-западном склоне и сланцевый в центральной зоне и на северо-восточном склоне. Позднее в работах В.С.Енокяна было обосновано их сопоставление с карбонатным (Елецким) и сланцевым (Лемвинским) комплексами западного склона Полярного Урала, которые первоначально были выделены К.Г.Войновским-Кригером. В.С.Енокян присвоил им, соответственно, наименования Печорской и Карской структурно-формационных зон Пай-Хоя. В современном представлении Печорская структурно-форма-ционная зона отвечает области перикратонного опускания платформы, сложенного мелководными образованиями гталеошельфа; Карская - зоне глубокого погружения платформы, сложенного относительно глубоководными отложениями континентального склона и подножия.

Магматические отложения палеозоя представлены Едуней-ским гранит-диоритовым комплексом (yi>D2ecj), сложенным биотитовыми гранитами, диоритами, плагиогранитами, кварцевыми диоритами; Вайгачским габбро-диабазовым комплексом (\'|ЮЭ-С1Л/), сложенным габбро-диабазами и диабазами, Оюским габбро-диабазовым комплексом (V1^D3-CI0S), сложенным габбро-диабазами, базальтовыми порфиритами, плагиоклазами; Хенгурским габбро-диабазовым комплексом (\ (1D3-Clh), сложенным габбро-диабазами, диабазами, габбро, диабазовыми порфиритами, пироксени-тами.

Пермские орогенные отложения в Коротаихинской и Карской впадинах представлены преимущественно терригенными осадками. В разрезе выделяются три серии: юньягинская, воркутская и печорская.

Исследуемая территория охватывает три структуры первого порядка: Коротаихиискую впадину, Пайхойское поднятие, Карскую впадину и представляет собой одновременно две надпо-рядковые структуры.,- северную часть Предуральского краевого прогиба и южную_^асть Пайхойско-Новоземельской складчатой области.

Глава III. МЕТОДИКА ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ- / ■ .

Гравитационное поле является одним из главных источников информации б глубинном строении, поскольку отражает суммарен -

ный эффект от всех существующих плотностных неоднородно-стей Земли. Применение методики последовательного исключения аномальных составляющих из наблюденного поля позволяет выяснить вопрос о приуроченности основных источников аномалий к определенным структурно-вещественным комплексам.

Выбор рациональной методики интерпретации гравитационного поля заключался в составлении системы взамодополняющих расчетных формул, применение которых приводит к извлечению максимума дополнительной информации при минимуме априорных данных. Проводилось вычисление производных первого и второго порядков, регионального фона, локальных и остаточных аномалий. Дальнейшая интерпретация заключалась в оценке глубин и радиусов горизонтального кругового цилиндра по производным первого и второго порядков. Из классификации решений обратных задач известно, что аномальное поле может быть обусловлено как выпуклым телом, так и распределением масс в виде слоя, поэтому для контроля за полученными результатами использовалось решение обратной задачи для горизонтальной полуплоскости.

Методика последовательного вычитания аномальных составляющих из наблюденного поля позволяет при минимуме исход-ных.данных (поле силы тяжести) выявить общие закономерности изменения физических свойств (плотности) вещества мантии по латерали и по вертикали, изучать закономерные связи распределения аномальных масс мантии с особенностями строения земной коры и поверхностных структур, обосновать зависимость механизмов образования основных структур исследуемого региона от процессов, происходящих в мантии.-.

Глава IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ч ГРАВИМЕТРИЧЕС КИХ ДАННЫХ.

Глава IV состоит из пяти подразделов, в'которых рассматриваются результаты качественной и количественной интерпретации гравиметрических данных. В подразделе IV. 1. содержится анализ • результатов качественной интерпретации гравиметрических данных и приводятся краткие характеристики схематических карт горизонтальных производных второго (У^) и первого (Угх) порядков, локальных аномалий силы тяжести (Адл), остаточных аномалий (Уг ост) и регионального фона (V., оег) с тремя радиусами вычислений: ^=50 км, Н2=200 км, В3=80Ь км. Отмечается, что локальные аномалии, обусловленные аномальными

массами с.дефицитом плотности, приурочены к зонам положительных значений Vzxx, а локальные аномалии, обусловленные аномальными массами с избытком плотности, приурочены к зонам отрицательных значений \/гхх, т.е. наблюдается обратно пропорциональная зависимость этих двух параметров.

По результатам расчетов горизонтальной производной второго'порядка с тремя радиусами вычислений, равных 50 км, 200 км, 800 км, выделены границы блоков пород в мантии с разными физическими свойствами (плотностью). При радиусе вычислений, равном 50 км, поле отражает блоковое строение мантии до 1ф км (верхняя маши»), при радиусе вычислений, равном 200 км,, поле Vzxx харим иризуег мантию приблизительно до глубины 400 км (низы верхней мантии и средняя мантия), а при радиусе вычислений,' равном 800 км, поле Vzxx отражает строение мантии до 1600 км (нижняя мантия). Локальные же аномалии с радиусами вычислений (осреднений), равными 100 км, 400 км, 1600 км, характеризуют, соответственно, плотностные неоднородности в мантии приблизительно на той же глубине, что и производные второго порядка.

Учитывая, что плотные породы мантии являются условно менее проницаемыми для глубинных флюидов, а разуплотненные породы являются флюидо- и газонасыщенными, и, следовательно, условно проницаемыми, стало возможным создание на Основе расчетов горизонтальной производной второго порядка и локальных аномалий схематической карты "проницаемости" мантии исследуемой территории, основные сведения о которой приводятся в подразделе IV.2. В результате изучения проницаемости мантии отмечается, что мантия Печорской и севера Западно-Сибирской плит весьма неоднородна по своим физическим свойствам (плотности) и имеет слоисто-блоковое строение.

В подразделах IV.3. и IV.4. приводятся результаты ин-тер/прётации гравитационного поля по профилям, проходящим через Полярный Урал. Блок пород на уровне верхней мангии, приуроченный в современном структурном плане Восточно-Уральской зоне, характеризуется следующими параметрами: плотностью 3500 кг/м3, скоростью продольных волн - 8,8 км/с, суммарной продольной проводимостью - 600 См. На плотностном разрезе он представлен в форме трапеции, боковые грани которой падают под углом 65°-85° на восток. С глубиной плотности увеличиваются с 3480 кг/м3на границе Мохо до 3550 кг/м3 на уровне нижней границы литосферы.

- Ю-

Распределение плотностей в верхней мантии Восточно-Уральской зоны свидетельствует о ее "истощенности" По-видимому, значительное количество основных и ультраосновных магм ("лёгких" фракций вещества верхней мантии) выплавилось и (или) выдавилось из мантии в земную кору в период активизации тектонических процессов в этом регионе. В результате интенсивных- процессов рифто(енеза верхняя мантия остыла, "истощилась" и стала обладать повышенной плотностью. Этот выделенный блок в настоящее время имеет, вероятно, устойчивую тенденцию к погружению.

Разуплотненный блок верхнемантийных'пород, приуроченный в современном структурном плане к Предуральскому краевому прогибу и Западно-Уральской структурной зоне, характеризуется эффективной плотнос1ью, равной 3120 кг/м3 ниже границы Мо-хоровичича и 3260 кг/м3 на глубине 200 км. Этот блок лежит на более плотных породах низов верхней мантии с эффективной плотностью, равной 3600 кг/м3. Предполагается "неистощенный" характер верхней мантии, активное взаимодействие мантийных флюидов с веществом земной коры и процессы дегазации мантии в этом регионе. Выделеный разуплотненный блок в верхней мантии, вероятно, имеет тенденцию к гюдьему.

Мощность литосферы Русской плиты оценивается в 350 км, а Сибирской - в 400 км. Повышенную мощность литосферы имеет и Печорская плита, восточная граница которой по гравиметрическим данным фиксируется-достаточно однозначно и проходит приблизительно в 50-100 км восточнее Восточно-Уральской зоны Урала. Литосферная мантия Западно-Сибирской плиты по гравиметрическим данным представлена чередованием- блоков с раз-" личными плотностными свойствами. Глубина до нижней кромки литосферы изменяется от 80 км до 130 км. Подлитосферная мантия Западно-Сибирской плиты имеет пониженные значения плотности. В пределах центральной части севера Западно-Сибирской плиты встречаются относительно плотные (холодные) мантийные блоки, вероятно, останцы срединных массивов, имеющие древнее происхождение и не успевшие до настоящего времени переработаться под влиянием восходящих конвективных потоков из глубин мантии. Литосферная мантия Печорской плиты по сравнению с литоеферной мантией Западно-Сибирской плиты построена более сложно. Она1 имеет, вероятно, двухъярусное строение. Плотности выделенных блоков изменяются от 3200 кг/м3 до 3420 кг/м3.

Из наших построений следует, что на плогностных разрезах не столько "интуитивно ясно", сколько отчетливо видны отличия литосферы севера Западно-Сибирской и Печорской плит от районов их обрамлений.

* В подразделе IV.5. представлены результаты интерпретации и плотностные разрезы по профилям, пересекающим Пай-ХойЛВерхняя мантия в районе Пай-Хоя обладает повышенными значениями плотности и варьирует в пределах от 3360 кг/м3 до 3560 кг/м3. Наиболее "истощена" верхняя мантия Пай-Хоя в районе Амдермы. Верхняя мантия характеризуется распространением блока пород повышенной плотности приблизительно до глубин 600-450 км. Уменьшение мощности этого блока происходит в юго-восточном направлении. Пай-Хой на всех расчетных профилях однозначно принадлежит Печорской плите, являясь ее северо-восточным ограничением.

Коротаихинская впадина характеризуется разуплотненной .верхней мантией. Плотности пород в верхней мантии варьируют в пределах от 3260 кг/м3 до 3320 кг/м3. Уменьшение плотности наблюдается в юго-восточном направлении. В юго-восточном направлении происходит и уменьшение плотности пород На глубинах около 670 км от 4440 кг/м3 до 4250 кг/м3. Аналогичные закономерности зафиксированы и для территории акватории Карского моря и Байдарацкой губы. Отличие этих регионов заключается в том, что разуплотненные породы верхов верхней мантии Коротаихинско'й впадины залегают на более плотных породах низов верхней мантии, а аналогичные породы территории Карского моря и Байдарацкой губы - на разуплотненных.

Глава V. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ГЕОФИЗИЧЕС КИХДАННЫХ.

В подразделе V.1. рассмотрены некоторые вопросы петрологии верхней мантии по гравиметрическим данным. Геофизическими методами структура литосферной мантии еще не изучена с достаточной степенью детальности, и геофизики пока воздерживаются от интерпретации своих данных в терминах петрологии и литологии. Однако, по данным гравиметрии можно обосновать различия в составе мантии различных континентальных структур, отражающих гетерогенность строения и историю развития недр.

В результате гравиметрических иследований установлены плотностные неоднородности на разных уровнях мантии. Обнару-

жены зоны разуплотнения и, возможно, подъема вещества мантии (восходящие ветви мантийной конвекции) в районе Коротаи-хинской, Косью-Роговской впадин, центральной части Больше-земеяьского свода, Южно-Карской котловины Западна-Сибирской плиты. Значительная область разуплотненной мантии прослежена под Западно-Сибирской плитой до глубин 600-1000 км и ниже.

Зоны уплотнения вещества мантии и, возможно, его, погружения (нисходящие ветви мантийной конвекции) обнаружены под Пай-Хоем и Уралом, северной частью Большеземельского свода и прослежены до глубин 400 км и ниже.

Верхняя мантия Пай-Хоя, Урала и сопредеяьнь|х территорий сложена разнообразными породами. Об этом свидетельствуют различия плотностей ниже поверхности Мохоровичича. Под Коротаихинской впадиной плотность вещества верхней мантии не превышает 3320 кг/м3, а плотность вещества верхней мантии под Пай-Хоем достигает 3500 кг/м3. Верхняя мантия под Пай-Хоем имеет, предположительно, дунит-гарцбургитовый совтав. Определеннее можно говорить о том, что мантия в районе Пай-Хоя в значительной степени "истощена". *

При анализе остаточного гравитационного поля и регионального фона Западно-Сибирской плиты отмечается, что здесь в' подлитосферной мантии формируются особые тектонические структуры - четырехлучевые коробчатые структуры разного знака, которые, видимо, отражают степень зрелости Земли на момент их формирования. В подлитосферной мантии Печорской плиты, таких структур не обнаружено. ' • *

В подразделе у.2. рассмотрен возможный механизм образования Коротаихинской впадины. Для района Коротаихинской впадины характерны следующие закономерности: наличие разуплотненного и разогретого мантийного блока, уменьшений мощности консолидированной земной коры, присутствие мощного осадочного чехла, наличие уплотненных отложений низоЪ осадочного чехла, развитие вулканизма траппового состава, насыщенность земной коры флюидами.

На, основе анализа построенных карт и разрезов прослежена эволюция впадины в палеозое и выдвинуто предположение, что До пермской эпохи на месте Коротаихинской впадины существовало палеоподнятие. Начиная с пермского времени происходит погружение фундамента и подъем границы Мохо в связи с подъемом мантийного астенолита к низам земной коры. Разогретые,

разуплотненные мантийные массы астенолига своим избыточным теплом, химически активными компонентами способствовали подплавлению низов коры, прогреву коры, образованию разлом-ных зон и внедрению магмы, видимо, в виде силлов, даек и т.п. Уменьшение мощности коры происходит за счет обрушения пород коры в разогретую, разуплотненную верхнюю мантию и за счет перетекания пластичного материала коры в соседние peí ионы. Следствием этою прдцесса является подьем траницы Мохо-ровичича, прогибание поверхности фундамента, возникновение очагов пластичного материалу в земной коре.

Из наших построений следует, что верхняя мантия региона остается "неистощенной", т.е. поступление относительно "горячих" флюидов из верхней мантии продолжается. 4

В подразделе V.3. представлена схема образования Пай-Хоя по геофизическим данным. Время заложения этой структуры, вероятно, допозднепротерозойское. Вертикальные тектонические движения происходили на Пай-Хое преимущественно в раннем докембрии и проявлялись в рифтообразовании. Toi да мантия под Пай-Хоем была "неистощенной", т.е. способной к выплавлению основных и ультраосновных(?) магм, обладала избыточным теплом. В это время, видимо, к низам протокоры Пай-Хоя подошли разогретые, разуплотненные мантийные массы, образовавшиеся в результате дифференциации вещества мантии на границе ядро-мантия. Низы коры под влиянием "горячих" флюидов подвергаются переработке. Часть горных пород и минералов растворяется в мантийном астенолите или просто обрушивается в него. , ^

В. позднем протерозое на территории Пай-Хоя, возможно, существовал относительно крупный бассейн осадконакопления, который заполнялся осадочными (R3) и осадочно-вулканогенными (R2-R3) формациями. По мере того, как бассейн заполнялся вул-каногенно-осадочным материалом, верхняя мантия региона становилась все более и более "истощенной", поскольку из нее выплавлялось значительное количество, базальтоидов. Наступает следующий этап тектонической истории региона - инверсия плотности пород мантии.

После остывания астенолита и заполнения прогиба осадочно-вулканогенными отложениями, тектоническая активность перемещается (V-0) в смежные регионы Коротаихинско-Щучьин-ской зоны поперечного опускания и Байдарацкого прогиба, и в земную кору, которая настолько уже прогрета, ни начинает сама

производить магматические'расплавы. Вулканиты манитанырд-ской рифтогениой формации (€"3-0,) приурочены к К-оротаихинс-ко-Щучытнской зоне поперечного опускания, а (рубеинская риф-тогенная формация (С3-0,) широко развита • а Байдарацком регионе. На Пай-Хое в это время внедряются"интрузии гранитои-дов, габбро, габбро-диабазов и увеличивается мощность земной коры. Мантия.под Пай-Хоем к этому периоду времени "истощается" и уплотняется.

Со среднею ордовика на Пай-Хое происходило платформенное накопление терригенно-карбонатных отложений. Только в позднем девоне в результате активных блоковых подвижек оно прерывалось излиянием трагтповой формации с внедрением ги-пабиссальных габбро и габбро-диабазов. Во время образования Урала (С2(?)-С3-Р,) интенсивной переработке подверглась лишь юго-восточная часть Пай-Хоя, поскольку химически активные, горячие мантийные флюиды (потоки) со стороны Уральскою палео-рифта были настолько активны, что сумели переработать материал коры юго-восточного-продолжения Пай-Хоя. Однако, в современных физических (гравитационных и магнитных) полях удается определить направление палео Пай-Хоя, которое фиксируется повышенными значениями плотности и магнитной восприимчивости в этом направлении.

• Эпейрогенические движения в Пределах Пай-Хоя начали активно проявляться только в конце каменноугольного периода. В результате нижнепермские брогенные формации с размывом залегают на разновозрастных породах от нижнего карбона до ордовика включительно. Пермское и триасовое время в пределах соседнего Уральского подвижного пояса характеризуется проявлением мощных орогенных движений. Совместно с ними 'закладывается Предуральский краевой прогиб, периклинальная часть которого захватывает всю территорию Пай-Хоя.

Позднетриасово-раннеюрская геологическая история региона определялась интенсивными тектоническими процессами, происходящими в районе Карского моря, что проявлялось уже в горизонтальных подвижках с северо-востока и в образовании крупнейших надвигов и шарьяжей, складкообразовании и разло-мообразований. Центр тектонической активности, связанный с очередным подъемом крупных порций мантийного вещества, находился в го время в районе Карского моря. На периферии этой области образовались наложенные складчато-надвиговые сооружения Пай-Хоя и Новой Земл1.?.

В результате проведенных исследований выявлено, что па-лео Пай-Хой, а точнее плотный блок мантии - первопричина будущих складчатых структур Пай-Хоя, может продолжаться лишь в юго-восточном направлении.

В подразделе У.4. рассмотрены возможности использования данных глубинного строения литосферы при поисках нефти и газа. Если нефтегазоносность недр рассматривать в результате взаимодействия двух встречных потоков, один из которых представляет собой, погружающиеся осадочные слои, а другой - восходящую ветвь мантийной конвекции, осуществляющую тепло-массоперенос из глубйн Земли, то при определении перспективных нефтегазоносных зон необходимо учитывать и геофизические данные о глубинном строении^ литосферы исследуемых регионов. Для таких построений предлагается использовать в первую очередь схематические карты проницаемости мантии.

При анализе распространения месторождений нефти и газа на Печорской и севере Западно Сибирской плит и зон проницаемости мантии, отмечается, что крупные месторождения нефти и газа приурочены к зонам контакта плотных (холодных) и разуплотненных (горячих) мантийных блоков. Видимо, роль температурного барьера, возникающего в результате столкновения горячих конвективных потоков с холодными блок&ми, пр»„гене-рации углеводородов оказывается весьма значительной, на данном этапе приходится ограничиться лишь констатацией наблюдаемой закономерности, а в дальнейшем необходимо расшифровать связь нефтегазообразования с существующими температурными барьерами в мантии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате гравиметрических иследований по методике последовательного исключения аномальных составляющих из наблюденного поля установлены плотностные неодородности на разных уровнях мантии: Обнаружены зоны разуплотнения и, воз^ можно, подъема вещества мантии (восходящие ветви мантийной конвекции) в районе Коротаихинской впадины, ЮжноЖарской котловины Западно-Сибирской плиты, в Косью-Роговской впадине, центральной части Большеземельского свода. Значительная область разуплотненной мантии прослежена под Западно-Сибирской плитой до глубин 600-1000 км и ниже. Зоны'уплотнения вещества мантии и, возможно, его погружения (нисходящие ветви

мантийной конвекции) обнаружены под Пай-Хоем и Уралом, северной частью Большеземельского свода и прослежены до глубин 400 км.

Мощность литосферы Русской плиты по гравиметрическим данным оценивается в 350 км, а Сибирской - в 400 км. Повышенную мощность литосферы имеет и Печорская плита. Литосфера Западно-Сибирской плиты тоньше. Глубина нижней кромки литосферы изменяется ох.80 км до 130 км.

Верхняя мантия Пай-Хоя и сопредельных территорий сложена разнообразными породами, об этом свидетельствуют различия плотностей ниже поверхности Мохоровичича. Под Коротаи-хинской впадиной плотность вещества верхней мантии не превышает 3320 кг/м3, а плотность вещества верхней мантии под Пай-Хоем достигает 3500 кг/м3. При этом распределение аномальных масс избыточной плотности в районе Пай-Хоя прослеживается до нижней мантии. Выявлено, что палео Пай-Хой может продолжаться лишь в юго-восточном направлении. Время заложения этой структуры, вероятно, доверхнепротерозойское. Анализ геофизических данных позволяет предположить, что эта структура связана с древнейшими рифтоподибными структурами.

При определении перспективных зон нефтегазообразования и нефтегазонакопления необходимо учитывать и данные о глубинном строении литосферы исследуемых регионов. При анализе расположения месторождений нефти и газа и зон проницаемости мантии отмечается, что крупные месторождения нефти и газа приурочены к зонам контакта плотных (холодных) и разуплотненных (горячих) мантийных блоков.

По теме диссертации автором опубликованы следующие работы:

1. Лыюрова Т.А., Конанова Н.В. Модель строения Войкаро- . Сынинского ультрабазитового массива. // .XI Коми республиканская молодежная научная конференция: Тез. докл.. - Сыктывкар, 1990,-С. 90.

2. Конанова Н В., Лыюрова Т.А. Пример комплексной интерпретации потенциальных полей гравитационных и магнитных аномалий Полярного Урала. // XI Уральская конференция молодых геологов и геофизиков "Геология и полезные ископаемые Урала": Тез. докл.- Свердловск, 1991,- С. 86-88.

3. Конанова Н.В., Лыюрова Т.А. Пример комплексной интерпретации физических полей с целью изучения глубинного строе-

ния Войкаро-Сынинского-массива // Труды Института геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук.- Вып. 78.- Сыктывкар. 1992.- С. 97-106.

4. Конакова Н.В. Схема образования Большеземельского свода по геофизическим данным // "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента": Тез. докл. -Сыктывкар, 1992.-С. 13.

5. Конанова Н.В., Лыюрова Т.А. Применений метода геологической редукции по;,1я силы тяжёсти при изучении глубинного строения Печорской и севера Западно-Сибирской плит // "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента": Тез. докл.-Сыктвкар, 1992,- С. 14.

6. Конанова Н.В., МитюшеваТ.П. Механизм образования Ко-ротаихинской впадины. // "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента": Тез. докл.-'Сыктывкар, 1992. - С. 15.

7. Конанова Н.В., Малышев H.A. Неоднородности земной коры и манши и их ваимосвязь со структурой осадочното чехла Печорской плиты и прилегающих областей // "Геодинамическая эволюция осадочных бассейнов": Тез. докл.- Москва, 1992.-С. 77.

8. Конанова Н.В., Лыюрова Т.А. Глубинное и роен.ш Поморской и севера Западно-Сибирской плит по гравиметрическим данным. // "Потенциал нефти и газа в Баренцевом и Карском морях и прилегающей суши": Тез. докл. - Мурманск, 1992,- А. 2.

9. Конанова Н.В., Лыюрова Т.А. Геоплогносжые модели литосферы Печорской и севера Западно-Сибирской плит.- Сыктывкар, 1^93.- 20с. (Научные доклады / Коми научный центр УрО Российской Академии наук; Вып. 324).

10. Конанова Н.В. Петролотия верхней мантии Печорской и севера Западно-Сибирской плит // Проблемы теологии Тимано-Североуральского сегмента литосферы: Тез. докл. - Сыктывкар, 1993.-С. 14-16.

11. Конанова Н.В, Лыюрова Т А. Плотностные неоднородности литосферы Печорской и севера Западно-Сибирской плит // 111 семинар "Нетрадиционные методы изучения неоднородностей земной коры": Тез. докл. -Москва, 1993,- С. 44-45.

Соискатель Н.В.Конанова

- 1,ч -