CC BY
24
А.Д. Науменко
Институт геологических наук НАН Украины, Киев
МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПАЛЕОЦЕН-ЭОЦЕНОВОЙ ОСАДОЧНОЙ ТОЛЩИ В ПРИБОРТОВОЙ ЗОНЕ КИРОВСКО-ТИМАШЕВСКОЙ СТУПЕНИ
На основе анализа сейсмических разрезов МОГТ построена схематическая карта латерального распространения отражающих горизонтов южного склона Ки-ровско-Тимашевской ступени. Построены профильные сейсмогеологическиеразрезы. На базе полученных данных разработана модель формирования палеоцен-эоценовой осадочной толщи в прибортовой зоне Кировско-Тимашевской ступени. Ключевые слова: Азовское море, Срединно-Азовское поднятие, Кировско-Тима-шевская ступень, рамп, палеоцен-эоценовое время, абразивный берег, сейсмический профиль.
Введение
В практику геологического исследования новых территорий и больших глубин прочно вошли геофизические исследования нового поколения, позволяющие получить представление о морфологии поверхностей отложения осадочных пород, а также отражающих горизонтов самого осадочного комплекса. Поэтому основой для всех последующих геологических исследований становится предполагаемая морфология геофизических реперов (подошвы комплекса и отдельных его горизонтов) или структуры, выявленные геоморфологическими методами. Существующий опыт прогнозных оценок месторождений углеводородов (УВ) показывает, что решающее значение для их надежности имеет правильная интерпретация и экстраполяция структурных форм сейсмических разрезов с составом и физическими свойствами отложений в реальном геологическом пространстве. Соответственно возрастает актуальность выявления закономерностей изменчивости отложений, связанных с различного рода геоморфологическими формами на погребенных тектонических структурах.
Постановка проблемы
В опубликованной ранее работе [8] автором на основе геофизических материалов уже были охарактеризованы некоторые осо-
© А.Д. НАУМЕНКО, 2016
бенности геологического строения осадочной толщи палеоцен-эоценового возраста на Кировско-Тимашевской ступени. Однако в [8] не вошло моделирование строения прибрежной зоны ступени.
Это статья посвящена построению геологической модели формирования осадочных отложений в непосредственной близости от берега в прибортовой части Кировско-Тимашевской ступени.
Методика
Исследования основаны на сейсмических данных, полученных методом ОГТ по профилям 010137 - I; 010133 - II; 010125 - III; 010116 - IV; 010114 — V; 010111 — VI; 010107 — VII [6], а также анализе и обобщении материалов региональных геологических работ [1—13].
При интерпретации материалов сейсморазведки визуально осуществлялась взаимная увязка временных сейсмических разрезов, стратификация отражающих горизонтов и прослеживание их по площади. Разрез отложений создавали путем последовательного исключения мощностей залегающих выше стратиграфических подразделений от квартера до олигоцена.
В результате интерпретации построены профильные сейсмогеологические разрезы, схематическая палеогеографическая карта и карта распространения геоморфологически обусловленных седиментационных зон палеоцен-эоценового морского бассейна.
Результаты и обсуждение
Территория площади исследования расположена в пределах Азо-во-Керченского сегмента Черноморского региона. В раннем палеоцене здесь располагалось эродированное и в значительной мере пенепленизированное тектоническое поднятие (Центральноазовское), окруженное морским бассейном. Его пересекали две вытянутые с запада на восток и разделенные понижением субпараллельные возвышенности. На тектонических схемах они именуются Азовский вал и Кировско-Тимашевская ступень. Для понижения автор предлагает применять название Центральноазовская мульда — поверхность пенепленизи-рованной равнины, имеющая вид желоба.
До начала раннемеловой трансгрессии альбского времени Азовский вал, Ки-ровско-Тимашевская ступень и Центральноазовская мульда входили в состав обширной суши, образованной при консолидации Скифской плиты на южном крае Восточноевропейской платформы. Процесс региональной пенепленизации поверхности плиты (в мезозойское время) проявил морфоскульптурные формы на ее поверхности и тем самым выявил участки с разными физическими свойствами, обусловленными как составом пород, так и существованием зон разгрузки тектонических напряжений в горных массивах.
Трансгрессия альбского времени (+200 м от современного уровня) к концу аль-ба (рис. 1) заполнила наиболее низкие участки плиты, однако значительная часть Центральноазовского поднятия осталась выше уровня морского бассейна [8].
В конце маастрихта в Карпато-Черноморском регионе происходит общая регрессия (рис. 1), на что указывают многочисленные перерывы в осадконакопле-нии и общее (на уровне региона) огрубление седиментационного фонда.
Рис. 1. Седиментологическая летопись палеошельфа Карпато-Черноморского региона. Меловой период: 1 — пески эхинодерматовые и кремнегубковые с глауконитом, спонголиты, гезы, опоки; 2 — кварцевые пески, алевриты; 3 — пески из ракушечного детрита с глауконитом; 4 — нанопланктонные и глинистые илы; 5 — «черные сланцы»; 6 — вулканокластические осадки; ОМС — отсутствие морской седиментации; КР — континентальный режим с денудацией; МС — возможная морская седиментация; ОАЕ — безкислородные события в Мировом океане [9]
В палеоцене на фоне новой трансгрессии в северном Причерноморье происходит и некоторая тектоническая перестройка [11]. Центральноазовское поднятие окружается палеоценовым бассейном, борта последнего со временем увеличивают крутизну склона с образованием рампа Кировско-Тимашевской ступени. Рампы также возникают в районе Симферопольского и Белогорского поднятий, на северных склонах вала Шацкого [1]. В то же время между рампами образуются глубокие грабены, осевыми частями маркирующие наиболее глубоководные части палеоценового, а затем и унаследованного эоценового моря.
Существование (в палеоцен-эоценовое время) рампа Кировско-Тимашевс-кой ступени на юге Азовского поднятия разделило исследуемую территорию на две части — субгоризонтальную с платформенно-шельфовыми условиями седиментации на севере и моноклинальную зону на юге, где формировались абразионные берега в верхней части склона палеоцен-эоценовой депрессии.
Рис. 2. Условия формирования профиля динамического равновесия [7]
Модель процесса формирования осадочной толщи в этой части склона и будет рассмотрена в этой работе.
Принято считать, что главную роль в формировании рельефа морского побережья выполняют волны и сила тяжести. При подходе к берегу со стороны глубокого моря энергия волн постепенно, по мере уменьшения глубины, начинает расходоваться не только на внутреннее трение и взаимодействие с атмосферой, но еще и на абразию дна и перенос осадочного материала (рис. 2).
В работе [7] подробно рассмотрены условия взаимодействия сил, возникающих при воздействии морских волн на берег и результат этих взаимодействий в полосе побережья — проявление, в той или иной мере, ряда зон. В него входят: зона симметричных волн — I; нейтральная зона — II; зона асимметричных волн — III; зона разрушающихся волн — IV (рис. 2).
Интерпретация сейсмических профилей I—VII с позиций взаимодействия сил в зоне воздействия морских волн палеоцен-эоценового бассейна позволила выделить ряд седиментационных зон (рис. 3).
В зоне 1 частицы, лежащие на дне, не затрагиваются волнением и находятся в покое, здесь происходит аккумуляция осадочного материала с образованием клиноформы аккумулятивной подводной террасы. В зоне 2 частицы находятся в условиях подвижного равновесия между подъемной силой течения, вызванного волной и силой тяжести. Осадочный материал из зоны 2 выносится как в зону 1, так и зону 3, здесь наблюдается абразия дна. В зоне 3 подъемная сила превышает силу тяжести, и частицы смещаются в сторону берега, попадая в зону 4, где происходит их аккумуляция в составе отложений пляжа.
Необходимо отметить, что весь этот процесс разрушения — транспортировки и аккумуляции осадочного материала находится в зависимости от крутизны берегового склона. Там, где глубина моря меньше половины длины подходящих к берегу волн, отлагаются: на крутом склоне — глыбовые конгломераты, на склоне средней крутизны — пески, а на пологом склоне — песчанистые глины и глины.
, Вынос Нейтр. Вынос
насушу
I ц °"°ре » -► ш
ве^рш г TI ' У^Л
®
IV
Абразия (вынос на сушу)^
Аккумуляция
Рис. 3. Схематическая карта распространения геоморфологически обусловленных седимента-ционных зон палеоцен-эоценового морского бассейна: 1 — линии сейсмических профилей; 2 — предполагаемая граница седиментационной зоны; 3 — фактическая граница седиментацион-ной зоны; 4 — морфоскульптурные возвышения Скифской плиты (на севере — Азовский вал, на юге — Кировско-Тимашевская ступень); 5 — Центральноазовская мульда; 6 — седимента-ционные зоны палеоцен-эоценового морского бассейна; 7 — контур современной береговой линии
Рис. 4. Зоны профиля динамического равновесия на сейсмическом разрезе I—I
Там, где глубина моря больше половины длины подходящих к берегу волн, формируется аккумулятивная подводная терраса, осадочный материал из которой перемещается в еще более глубокую часть бассейна в составе оползней и мутье-вых потоков.
Условия седиментации палеоцен-эоценового осадочного комплекса в полосе палеопобережья прибортовой зоны южного склона Кировско-Тимашевской ступени были таковыми, что соответствовали воздымающемуся рампу [8]. Это обстоятельство, а также расчеты угла наклона базальной поверхности, проведенные автором на основании данных сейсмических профилей 1—11 (№ 010137 и 010133), позволяют сделать вывод о том, что крутизна склона была от 6 до 7° (т. е. крутой склон).
На абразионном склоне отложения, выполняющие абразионные уступы залегают согласно с поверхностью склона (рис. 4). У подножия абразионного склона там, где в пределах зон 3 и 4 формируется пляжевая терраса, в направлении от моря на сушу отлагаются сначала пески баров, песчаных банок и кос, а уже на берегу — пески пляжей и дюн. Нейтральная зона 2 представлена абразионной поверхностью размыва — твердое дно со следами фауны сверлильщиков, крепления бентосных организмов и т. п. Клиноформа аккумулятивной подводной террасы зоны 1 на крутом склоне представлена оползневыми телами грубообломочных отложений, которые вверх по разрезу сменяются все более мелкозернистым осадочным материалом. Эта терраса будет выклиниваться в направлении к зоне 2.
Выводы
1. Пространственная локализация фациальных зон в пределах побережья запечатлена в литомах палеоцен-эоценового времени и отображает морфологические особенности аккумулятивной поверхности.
2. Полоса размыва оконтуривает палеоцен-эоценовую сушу, разделяя прибрежные отложения на грубообломочные (пески пляжей и дюн, баров, банок и кос, конгломераты) и мелко-среднезернистые (клиноформа подводной террасы) отложения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасенков А.П., Никишин А.М., Обухов А.Н.Геологическое строение и углеводородный потенциал Восточно-Черноморского региона. — М. : Научный мир, 2007. — 172 с.
2. Богаец А.Т., Бондарчук Г.К., Леськив И.В. и др. // Геология шельфа УССР. Нефтегазонос-ность. — К. : Наук. думка, 1986. — 152 с.
3. Гожик П.Ф., Чебаненко 1.1., Краюшкт В.О., бвдощук М.1. та т. Нафтогазоперспективш об'екти Украши — К. : ЕКМО, 2006. — 339 с.
4. Гужиков А.Ю., Аркадьев В.В., Барабошкин Е.Ю. и др. Новые седиментологические, био- и магнитостратиграфические данные по пограничному юрскому — меловому интервалу Восточного Крыма (г. Феодосия) // Стратиграфия, Геологическая корреляция. — 2012. — 20, № 3. — С. 35—71.
5. Казанцев Ю.В. Тектоника Крыма. — М. : Наука, 1982. — 112 с.
6. Карпенко 1.В., Кравчук О.О., Старченко Г.С., Баньковська О.О. Перспектившсть структур Прикерченського шельфу Чорного моря // Сб. докладов на VII Международ. конф. «Крым—2007», (пгт Николаевка, 10—17 сентября 2007 г.) / УкрДГР1. — К., 2007. — 285 с.
7. Костенко Н.П. Геоморфология : учебник. — 2-е изд. — М. : Изд-во Моск. гос. ун-та, 1999. — 383 с.
8. Науменко А.Д. Некоторые особенности геологического строения осадочной толщи Киров-ско-Тимашевской ступени // Геол. и полезн. ископ. Мирового океана. — 2015. — № 4. — 51 с.
9. Сеньковський Ю.М., Григорчук К.Г., Гндець В.П., Колтун Ю.В. Геолопчна палеоокеано-графш океану Тетю (Карпато-Чорноморський сегмент). — К. : Наук. думка, 2004. — 165 с.
10. Стратиграф1я УРСР. — Т 8. Крейда. — К. : Вид-во АН УРСР, 1963. — 320 с.
11. Шнюков Е.Ф. Геология Азовского моря. — К. : Наук. Думка. 1974. — 247 с.
12. Шнюков Е.Ф. Золотоносность Крыма и прилегающей акватории Азово-Черноморского бассейна // Геология и полезные ископаемые Черного моря. — К., 1999. — С. 143—146.
13. Шнюков Е.Ф., Иноземцев Ю.И., Науменко С.П., Маслаков H.A. и др. Выходы меловых отложений на прикерченском шельфе Черного моря // Геол. и полезн. ископ. Мирового океана. — 2008. — № 1. — С. 121—127.
Статья поступила 05.05.2016
О.Д. Науменко
МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ПАЛЕОЦЕН-ЕОЦЕНОВО1 ОСАДОВО1 ТОВЩ1 У ПРИБОРТОВ1Й ЗОН1 К1РОВСЬКО-Т1МАШЕВСЬКОГО УСТУПУ
На основi анатзу сейсмiчних розрiзiв МОГТ побудовано схематичну карту латерального поши-рення вщбивальних горизонпв твденного схилу Юровсько-^машевского уступу. Побудовано профшьш сейсмогеолопчш розрiзи. На базi отриманих даних розроблено модель формування палеоцен-эоценовой осадово! товщi в прибортовш зош Юровсько-^машевського уступу.
Ключовi слова: Азовське море, Серединно-Азовське тдняття, Юровсько-Тмашевський уступ, ща-бель, рамп, палеоцен-еоценовий час, абразивний берег, сейсмiчний профыь.
A.D. Naumenko
THE FORMATION MODEL OF PALEOCENE-EOCENE SEDIMENTARY SEQUENCE IN THE PREFLANGE ZONE OF KIROV-TIMASHEVSK STAGE
This paper presents a schematic map of the lateral spread of reflecting horizons for the southern slope of Kirov-Timashevsk stage. The map and the line seismic sections were created based on the analysis of common midpoint survey seismic sections. On the basis of this data a formation model of Paleocene-Eocene sedimentary sequence in the preflange zone of Kirov-Timashevsk stage is developed.
Key words: Azov Sea, the Mid-Azov uplift, Kirov-Timashevsk stage, ramp, Paleocene-Eocene, abrasive shore, seismic profile.
