НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК

ХОЛОДНИХ Андрій Борисович

УДК 55(0.84.3) (477.5)

СТРУКТУРА ОСАДОВОГО ЧОХЛА

ДНІПРОВСЬКО-ДОНЕЦЬКОЇ ЗАПАДИНИ ДО ГЛИБИНИ 7000 м

(У ЗВ‘ЯЗКУ З НАФТОГАЗОНОСНІСТЮ)

Спеціальність 04.00.01 – Загальна та регіональна геологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Чернігівському відділенні Українського Державного геологорозвідувального інституту Міністерства екології і природних ресурсів України

Науковий керівник:

доктор геолого-мінералогічних наук, професор

Кабишев Борис Петрович,

Чернігівське відділення Українського Державного геологорозвідувального

інституту, головний науковий співробітник.

Офіційні опоненти:

доктор геолого-мінералогічних наук

Шульга Віталій Федорович,

Інститут геологічних наук, головний науковий співробітник.

кандидат геолого-мінералогічних наук

Чепіль Петро Михайлович,

Державна геологічна служба України, заступник Голови.

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка, геологічний факультет, кафедра загальної та історичної геології, Міністерство освіти та науки України, м. Київ.

Провідна:

Захист відбудеться “17” лютого 2004 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.162.02 в Інституті геологічних наук НАН України за адресою: Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України (Україна, 01054, м. Київ, вул. О. Гончара, 55б).

Автореферат розіслано “15” січня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат геолого-мінералогічних наук Пономаренко Г.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дисертації обумовлюється необхідністю збільшення власної ресурсної бази вуглеводневої сировини як джерела для енергетичної і хімічної промисловості, що є головним завданням геологічної служби України. Дніпровсько-Донецька западина (ДДЗ) – це основний нафтогазоносний регіон країни. Тут, починаючи з 30-х років минулого століття і дотепер, відкрито понад 200 родовищ нафти і газу, а початкові сумарні видобувні ресурси вуглеводнів (ВВ) западини складають 4,8 млрд. т умовного палива. Нафтогазоносні землі ДДЗ характеризуються порівняно високим ступенем вивченості і розвіданості надр. Разом з тим, регіональні роботи по вивченню глибинної будови западини залишаються одним із пріоритетних напрямків геологорозвідувального процесу, що наголошено постановою Кабінету Міністрів України №1242 від 6 листопада 1997 р.. В ній основним напрямком діяльності геологічних організацій і установ країни визнане саме регіональне вивчення надр як джерела інформації про наявність найбільш необхідних та стратегічно важливих корисних копалин (нафта, газ, золото, уран, рідкісноземельні метали тощо). Одним з важливих шляхів реалізації визначеного напрямку є побудова середньомасштабних геологічних карт як складової частини основи для визначення закономірностей нафтогазоносності надр України та розробки напрямків пошуку нових родовищ вуглеводнів на перспективу. Створенню і аналізу таких побудов присвячена робота, що пропонується.

Зв’язок роботи з науковими програмами і темами має органічний характер, дисертація становить відповідну авторську частину науково-дослідних розробок сектора тектоніки Чернігівського відділення УкрДГРІ, що виконувалися протягом минулого десятиріччя. Серед останніх робіт, в яких автор дисертації брав активну участь як співавтор і, згодом, основний виконавець, слід відмітити “Геологічні карти зрізів ДДЗ на відмітках мінус 3000, 4000, 5000, 6000 та 7000 м” М 1:200 000 (0197U13160), “Структурно-геологічна карта доверхньовізейських відкладів ДДЗ” М 1:200 000 (0198U000601), “Структурно-геологічна карта доверхньосерпуховських відкладів ДДЗ” М 1:200 000 (0101U002969). Всі ці побудови відносяться до довготривалої програми по складанню комплекту нових регіональних геологічних карт. Крім цього, дисертант щорічно бере участь у темах, що присвячені науковому обгрунтуванню річних планів геологорозвідувальних робіт на нафту і газ у ДДЗ.

Мета і задачі досліджень дисертації спрямовані на вивчення глибинної будови осадового чохла ДДЗ. Її метою є з’ясування закономірностей тектонічних процесів в історичній послідовності та їх зв’язку з нафтогазоносністю, а також більш детального тектонічного районування западини з нових позицій як основи нового нафтогазоносного районування западини.

Для досягнення даної мети в роботі розглядаються і вирішуються наступні задачі:

- послідовний розгляд і аналіз будови ДДЗ на гіпсометричних рівнях мінус 3000, 4000, 5000, 6000 і 7000 м з урахуванням останніх нових побудов (структурно-геологічні карти доверхньовізейської і доверхньосерпуховської поверхонь);

- встановлення впливу розломно-блокової тектоніки, складчастих процесів Донбасу та галокінезу на формування структур І-ІІІ порядків;

- визначення взаємозв’язку структурних елементів западини з нафтогазоносністю на різних абсолютних рівнях глибин.

Об’єктом дослідження є Дніпровсько-Донецька западина як провідний нафтогазоносний регіон України, що має максимальні ресурси вуглеводнів.

Предметом досліджень є осадовий чохол ДДЗ, передусім, його товща до глибин 7000 м та структури ІІ-ІІІ порядків у зв’язку з нафтогазоносністю.

Методи досліджень базуються на послідовному виконанні автором нових геологічних побудов, їх вивченні та аналізі з урахуванням результатів розробок як провідних фахівців, так і власних розробок, які присвячені будові та нафтогазоносності ДДЗ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:

- вперше побудовані геологічні карти зрізів на рівнях від мінус 3000 до 7000 м масштабу 1:200 000 та проведений по них аналіз будови ДДЗ;

- розроблена нова класифікація виступів фундаменту. Вона враховує не тільки просторове положення останніх в структурах І порядку, але й морфологію кристалічного ложа, а також зіставлення з будовою осадового чохла;

- уточнене і деталізоване з нових позицій тектонічне районування западини і, насамперед, Дніпровського грабена, а саме – вперше проведене поперечне районування прибортових зон, яке базується на характері тектонічних рухів та відмінності утворених ними дислокацій протягом всього фанерозою (в доповнення до положення про древні шовні зони фундаменту);

- встановлені закономірності формування структур ІІІ порядку в різних підзонах приосьової частини западини, поява яких залежала переважно від характеру регіональних тектонічних рухів та прояву процесів галокінезу. На південному сході їх сучасна будова успадковує кінцеві етапи розвитку западини, тоді як на північному заході сучасні структурні форми палеозою принципово склалися ще за часів перших етапів.

Практичне значення одержаних результатів визначене тим, що геологічні карти зрізів є одним з обов’язкових елементів підрахунку прогнозних ресурсів і набуває особливого значення саме зараз у зв’язку з новою переоцінкою початкових потенційних ресурсів ДДЗ станом на 11.01.2003р. Отримані дані використані при тектонічному і нафтогазогеологічному районуванні регіону, що також безпосередньо впливає на диференційоване визначення потенційних ресурсів для зон і районів Дніпровсько-Донецької нафтогазоносної області. Під час роботи над геологічними і структурно-геологічними картами і над дисертацією автором видавалися рекомендації на постановку геолого-геофізичних робіт на окремих ділянках у межах різних тектонічних зон і підзон ДДЗ; результати робіт використовувалися у щорічному обгрунтуванні планів геологорозвідувальних робіт на нафту і газ у ДДЗ (1986 – 2003 р.р.). В роботі виконана оцінка перспектив нафтогазоносності різних структурних елементів западини на базі нового тектонічного районування. На основі проведених досліджень локалізовані окремі ділянки концентрації геолого-геофізичних робіт.

Основні положення, що захищаються.

1. Будова осадового чохла Дніпровського грабена характеризується інверсією асиметрії, яка відбувається стрибкоподібно в смузі Городищенського, Брусилівського, Кошелівського і Старохутірського виступів фундаменту (геологічні карти на зрізах мінус 3000-5000 м).

2. Активна розломно-блокова тектоніка перших етапів, що супроводжувалася зміною напрямків руху окремих блоків, створила успадковані, інверсійні та поховані варіанти співвідношення виступів фундаменту зі структурними планами різновікових товщ палеозою. У нафтогазоносному відношенні найбільші перспективи мають ті пастки вуглеводнів осадового чохла, що знаходяться над похованими виступами (геологічні карти на зрізах мінус 3000-6000м).

3. У південно-східній частині западини в процесі формування додатних структур ІІІ порядку галокінез переважно ускладнював їх будову, а іноді й руйнував, тоді як далі на північний захід частина піднять цього рангу своїм виникненням і подальшим розвитком зобов’язана саме соляній тектоніці.

4. У межах прибортових зон западини за характером тектонічних рухів та утворених ними дислокацій осадового чохла, ступенем активності галокінезу і повнотою стратиграфічного розрізу виділяються наступні поперечні підзони: симетрично розташовані мобільні (північна – Городище-Валки і південна – Червоні Партизани-Левенцівка) й моноклінальні (північна – Зміївська і Борівська і південна – Близнюківська), а також перехідна (Шевченківська затока) та відкритої монокліналі (Красноармійська). Кожна підзона характеризується певним набором типів пасток вуглеводнів, формування яких обумовлене індивідуальними особливостями розвитку цих тектонічних елементів (геологічні карти на зрізах мінус 3000-7000м).

Особистий внесок здобувача полягає в тому, що основні результати і висновки, викладені у роботі, отримані та обгрунтовані автором на матеріалах власних досліджень. Безпосередньо дисертантом переглянуті більше 900 розрізів свердловин і переінтерпретовані 10 РП МСГТ та на цій основі виконані геологічні побудови північно-західної частини западини, здійснена трансформація та корегування всього комплекту геологічних карт у відповідності з новими авторськими структурно-геологічними побудовами. У випадках колективних розробок внесок дисертанта з співавторами є рівноправним. Окремі наукові результати досліджень здобувача з питань тектоніки одержали відображення також у фондових роботах (1984 – 2000 р.р.).

Апробація результатів дисертації відбувалась при проведенні ряду наукових і науково-технічних нарад, а саме: науково-технічній конференції молодих вчених і спеціалістів “Проблемы повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ в XII пятилетке” (Чернігів, УкрНДГРІ, 1986); п’ятій, шостій та сьомій міжнародних наукових конференціях “Нафта і газ України” (Полтава, Івано-Франківськ, Київ, УНГА, 1998, 2000, 2002); міжнародній науковій конференції молодих вчених та спеціалістів “Нафтогазова геологія та геофізика України – погляд у нове тисячоліття” (Чернігів, УкрДГРІ, 2000); міжнародній науковій конференції “Геологія горючих копалин України” (Львів, ІГГГК, 2001); міжнародній науковій конференції “Рифты литосферы: эволюция, тектоника, магматические и осадочные комплексы, полезные ископаемые” (Екатеринбург, РАН Уральское отделение ИГГ, 2002); четвертій міжнародній конференції “Геодинамика и нефтегазоносные структуры Черноморско-Каспийского региона” (Крим, концерн “Надра”, 2002).

Публікації за темою дисертації, в яких оприлюднені результати досліджень, і, перш за все, основні положення дисертації, знаходяться в 11 працях, у т.ч. 3 у наукових фахових виданнях, 5 у збірниках наукових праць, 1 у тезах наукової конференції та 2 у рефератах УНГА. У 4-х публікаціях здобувач є одноосібним автором.

Обсяг і структура роботи підпорядковані меті повного висвітлення результатів вивчення предмету досліджень. Дисертація складається із вступу, 4-х розділів, висновків, списку використаних джерел (110 назв) на 160 сторінці друкованого тексту, ілюструється 9 рисунками і 6 додатками. Робота виконана у Чернігівському відділенні Українського державного геологорозвідувального інституту за період 1996-2002 р. р. під науковим керівництвом головного наукового співробітника ЧВ УкрДГРІ, д.г.-м.н., професора Б.П. Кабишева, якому автор висловлює щиру подяку за наукове керівництво і постійну увагу до роботи. Особливу подяку автор висловлює провідному науковому співробітнику ЧВ УкрДГРІ, к.г.-м.н. Ю.О. Арсірію за цінні поради, критичні й конструктивні зауваження. Дякую співробітникам ЧВ УкрДГРІ – к.г.-м.н. О.К. Ципко, к.г.-м.н. В.Т. Кривошеєву, зав. відділом, к.г.-м.н. Т.М. Пригаріній за поради та доброзичливе ставлення до роботи, а також співробітникам сектору тектоніки ЧВ УкрДГРІ К.К. Філюшкіну, В.М. Мишковій, М.М. Пилипенко та О.О. Сапроненковій за технічну допомогу при оформленні графічних додатків.

ОГЛЯД ПОПЕРЕДНІХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дніпровсько-Донецька западина (ДДЗ) завдяки своїй неординарній будові завжди викликала великий інтерес дослідників. Тлумачення її будови і природи з самого початку і досі відзначається великим розмаїттям. У позаминулому і в першій половині минулого сторіччя цьому питанню були присвячені роботи О.П. Карпинського, А.Д. Архангельського, В.І. Лучицького, М.М. Тетяєва, Л.Ф. Лунгерсгаузена, Д.М. Соболєва та інших відомих фахівців, які ґрунтувалися на дуже обмеженому фактичному матеріалі. Пізніше, особливо з відкриттям у 1950 році перших промислових родовищ (Радченківське та Шебелинське) вуглеводнів (ВВ), у ДДЗ був проведений величезний обсяг геолого-геофізичних робіт. Тоді питанню тектоніки ДДЗ були присвячені узагальнюючі роботи М.С. Шатського, Ю.О. Косигіна, В.Г. Бондарчука, І.О. Балабушевича, І.Ю. Лапкіна, С.Є. Черпака, М.В. Чирвінської, З.А. Мішуніної, М.П. Балуховського, І.І. Чебаненка, А.А. Мартинова, Р.Г. Гарецького, В.В. Глушка, В.К. Гавриша, І.П. Кліточенка, В.С. Попова, А.В. Чекунова, В.О. Разніцина, І.Г. Баранова, Ю.О. Арсірія, Б.П. Кабишева, В.Б. Сологуба, А.Я. Радзівілла, О.Ю. Лукіна, П.Ф. Шпака, О.М. Істоміна, В.І. Савченка, О.К. Ципка, С.С. Круглова, В.О. Вітенка та багатьох інших.

Великий внесок в пізнання регіону зробила також численна когорта фахівців з виробництва при детальному картуванні пошукових об’єктів, всебічному вивченні кам’яного матеріалу та оцінці промислової нафтогазоносності виявлених пасток ВВ. Останнім часом більша частина одержаної загальногеологічної інформації синтезувалася у нових регіональних геологічних побудовах М 1:500 000 або 1:200 000. Одним з методів вивчення глибинної будови закритих регіонів, до яких належить ДДЗ, є складання геологічних карт на горизонтальному зрізі. Представлена робота базується саме на цьому методі дослідження глибинної будови ДДЗ. Слід наголосити, що за весь період активного вивчення западини складена незначна кількість геологічних карт зрізів. Переважно це фондові розробки прикладного призначення (для кількісної оцінки потенційних ресурсів), а опубліковані тільки два комплекти карт.

Вперше для ДДЗ геологічні карти зрізів були складені А.О. Біликом і Т.І. Смирновою у 1964 році. Це були геологічні побудови, які виконувалися у масштабі 1:1 000 000 і давали на той час досить чітке уявлення про будову регіону на відмітках мінус 3000 і 5000 м. У 1969 році В.П. Лебідь і А.Ф. Шевченко склали комплект геологічних карт у тому ж масштабі на зрізах мінус 3000, 5000 та 7000 м. У 1974 році в Чернігівському відділенні УкрДГРІ, при виконанні прогнозної оцінки ресурсів нафти і газу ДДЗ, Ю.О. Арсірієм і Є.К. Гончаровим були побудовані геологічні карти на зрізах мінус 3000, 4000, 5000 та 7000 м у масштабі 1:500 000. У другій половині 70-х років колективом фахівців під керівництвом Б.Л. Гуревича складена геологічна карта ДДЗ масштабу 1:500 000 на зрізі мінус 5000 м, яка у 1977 році була опублікована під редакцією В.В. Глушка. Дещо пізніше, в Чернігівському відділенні УкрДГРІ під керівництвом О.К. Ципка заново побудовані у тому ж масштабі геологічні карти на зрізах мінус 3500, 5000 і 7000 м. Згодом вони були трансформовані у масштаб 1:1 000 000 і у такому вигляді увійшли до “Атласу геологічної будови і нафтогазоносності ДДЗ” (1984).

Таким чином, у період вивчення ДДЗ до початку 80-х років минулого сторіччя побудова геологічних карт зрізів виконувалася у масштабі 1:1 000 000 або 1:500 000. Стан вивченості ДДЗ зробив реальним збільшення масштабності практично всіх регіональних геолого-картографічних побудов. У Чернігівському відділенні УкрДГРІ була започаткована робота по здійсненню цієї потреби. Одним з її етапів було створення комплекту геологічних карт ДДЗ масштабу 1:200 000 на зрізах мінус 3000, 4000, 5000, 6000 і 7000 м під керівництвом О.К. Ципка (1996-1998 р.р.). Суттєвою відмінністю цієї розробки від попередніх стало використання нових видів геофізичних досліджень, а саме – регіональних профілів, відпрацьованих методом спільної глибинної точки (В.А. Редколіс, С.М. Стовба, М.Т. Турчаненко та інші) і детальних зйомок за цим же методом. Однією з особливостей карт було також те, що на них, окрім суто геологічних даних, був представлений блок інформації про нафтогазоносність товщ, які знаходяться між означеними рівнями зрізів. Карти супроводжувалися діаграмами з розподілом початкових потенційних ресурсів ВВ за інтервалами глибин, фазовим станом, належністю до нафтогазоносних комплексів і категорій ресурсів та запасів (за даними Б.П. Кабишева, Т.М. Пригаріної та ін.). Геологічні карти ДДЗ на зрізах мінус 3000, 4000, 5000, 6000 і 7000 м (графічні додатки до дисертації) трансформовані автором у масштаб 1:500 000 без втрати інформації, відкориговані й доповнені за новими фактичними даними і структурно-геологічними побудовами. До них відносяться структурно-геологічні карти доверхньовізейських та доверхньосерпуховських відкладів ДДЗ (керівник розробки А.Б. Холодних), які внесли суттєві зміни у трасування деяких геологічних границь та дозволили йому на найбільш глибоких зрізах добудувати відсутні фрагменти будови крайнього південного сходу до меж з Донецькою складчастою спорудою (ДСС).

Огляд виконаних у минулому досліджень свідчить про те, що переважна більшість опублікованих та фондових робіт цього напрямку мали чітке цілеспрямоване призначення – оцінка потенційних ресурсів ДДЗ. У майбутньому при оцінці глибокозалягаючих відкладів виникне доцільність побудов карт на більш низьких рівнях. Подальше збільшення масштабу подібних побудов, на думку автора, повинно бути пов’язане не тільки з картуванням за більш дрібними стратиграфічними підрозділами, але й з посиленням блоку інформації про нафтогазоносність.

ГЕОЛОГІЧНА ОСНОВА ДОСЛІДЖЕНЬ

Методика геологічних побудов розроблялася виходячи з цільового призначення карт зрізів. Перш за все, до уваги приймались три вихідних параметри: масштаб побудов, рівні зрізів та стратиграфічні підрозділи, які підлягали картуванню. При цьому масштаб побудов 1:200 000, а також покілометрові рівні, починаючи з мінус 3000 до 7000 м включно, визначалися відповідно до сучасних вимог стосовно наступної кількісної оцінки перспектив нафтогазоносності ДДЗ. Стратифікація відкладів осадового чохла западини проводилася узгоджено зі схемами національного стратиграфічного комітету України, а їх індексація запозичена із Стратиграфічного кодексу України. Для кращого сприйняття виконаних побудов вони були трансформовані у масштаб 1:500 000. Закономірне зменшення вивченості надр з глибиною обумовило провідне значення даних буріння в побудовах вищих рівнів. З переходом до більш глибоких зрізів панівне положення здобули результати геофізичних досліджень. Відповідно до прикладного призначення карт трасування диз’юнктивних дислокацій відбувалося при наявності їх впливу на положення стратиграфічних меж, що картуються. На відміну від попередніх побудов аналогічного типу, представлені геологічні карти супроводжуються блоком інформації про нафтогазоносність осадових порід. Її характеристика відноситься до інтервалів, які знаходяться над закартованою поверхнею. До цього блоку входять: загальний контур виявлених покладів у межах інтервалу та їх характеристика, диференціація території за фазовим станом ВВ і ступенем катагенетичних перетворень осадових порід, а також діаграми до кожної товщі, що характеризують розподіл початкових потенційних ресурсів ВВ за фазовим станом, категоріями ресурсів та нафтогазоносними комплексами.

Стратиграфічна основа геологічних побудов з елементами палеогеографії на основі загальновідомої інформації стосується всього осадового чохла, що складений потужною товщею порід від середньодевонського до четвертинного віку включно, які підстеляються утвореннями архей-протерозойського кристалічного фундаменту.

Девонські відклади, що знайшли відображення на геологічних картах, представлені середнім (живетський та ейфельський яруси) і верхнім (франський і фаменський яруси) відділами. Вони поділяються на підсольову (середній відділ та пашійсько-воронезький горизонти франського ярусу верхнього девону), нижньосольову (євланівський і лівенський горизонти франу), міжсольову (задонський та єлецький горизонти фамену) та надсольову (лебедянсько-руденківський горизонти фамену) товщі. На геологічних картах виходи девонських відкладів характеризуються мозаічною будовою завдяки активній розломно-блоковій тектоніці. Це опосередковано вказує на те, що у цей час палеогеографічна обстановка була досить контрастною: невеликі трансгресії призводили до утворення мілководних басейнів, лагун, а під час регресій, що приходили їм на зміну, накопичувалися відклади континентального типу і зокрема галогени. В розрізі девонської системи значне місце займають ефузивно-туфогенні утворення активного вулканізму.

Кам’яновугільні нашарування неузгоджено залягають на породах девону і поділяються на нижній (турнейський, візейський і серпуховський яруси), середній (башкирський та московський яруси) і верхній (касимовський та гжельський яруси) відділи. Турнейсько-нижньовізейський комплекс порід завершує рифтогенний етап розвитку ДДЗ. На геологічних картах зрізів він представлений повсюдно та відображається у вигляді порівняно вузької смуги, яка оточує нашарування наступного етапу. За своїм речовинним і фаціальним складом цей комплекс відрізняється від девонського практичною відсутністю в розрізі вулканогенних порід та соленосних товщ і суттєвим збільшенням відносної потужності карбонатних утворень.

Вище по розрізу залягає нижньопермський комплекс у складі асельського, сакмарського та артинського ярусів. Перший з них розглядається в об’ємі картамишської, микитівської і слов’янської світ, а два останніх представлені соленосною краматорською світою. Кам’яновугільний (починаючи з пізнього візе) і нижньопермський час визначається як синеклізно-міогеосинклінальний етап розвитку западини. Починаючи з верхнього карбону відклади формувалися в умовах стійкої регресії, яка закінчується лагунно-континентальним режимом солеродного басейну краматорського часу.

Мезозойські відклади, до складу яких входять породи тріасового, юрського, крейдового періодів, а також палеогенові, неогенові і четвертинні утворення, набувають рис синеклізного осадконакопичення.

Геологічна будова западини на рівнях глибин мінус 3000, 4000, 5000, 6000 і 7000 м висвітлюється за відповідними картами з залученням до огляду нового матеріалу, який характеризує геологічну будову осадового чохла ДДЗ від зрізу мінус 3000 до 7000 м.

Геологічна карта на зрізі мінус 3000 м найбільш достовірна стосовно інших аналогічних побудов комплекту. У її основу покладений величезний об’єм даних отриманих у результаті буріння досить щільної мережі свердловин і великого обсягу сейсморозвідувальних робіт. На зрізі мінус 3000 м практично на всій території бортів відсутні осадові нашарування, за винятком південно-східної частини північного і північно-західної частини південного бортів. Ці прогнуті ділянки кристалічного ложа виповнені в першому випадку відкладами нижнього карбону, а в другому – ще й девону. Достатньо рельєфно виділяються виступи докембрійських утворень, які вклинюються в межі грабена зі сторони бортів, або ускладнюють його будову з середини. Чітко фіксується найбільш занурена частина регіону – підзона передмезозойських соляних куполів приосьової зони грабена з максимальною щільністю соляних діапірів.

Геологічна карта на зрізі мінус 4000 м в основних рисах зберігає загальні тенденції будови попередньої карти. Разом з тим відмічаються й деякі відмінності. Вони полягають, по-перше, в тому, що на зрізі мінус 4000 м південна прибортова зона Дніпровського грабена характеризується більш простими і спокійнішими формами, особливо у північно-західній частині ДДЗ. По-друге, істотно скорочується поле виходів на поверхню зрізу різновікових відкладів пермі. Панівного положення у зануреній частині Дніпровського грабену набули утворення пізньо- і середньокам’яновугільного віку. По-третє, виходи девонських відкладів у прибортових зонах значно просунулися у південно-східному напрямку. Уздовж прибортових зон поля архей-протерозойських порід більш чітко підкреслюють Остап’євсько-Білоцерківський і Самарсько-Вовчанський виступи кристалічного фундаменту, а їх локальні виходи в полі розповсюдження девонських утворень виявляють наявність деяких похованих виступів фундаменту.

Геологічна карта на зрізі мінус 5000 м вказує, перш за все, на суттєве зменшення площі розповсюдження тих відкладів, які мали панівне положення на попередньому зрізі. Насамперед, маються на увазі породи ранньопермського і пізньокам’яновугільного віку. Таким чином, на геологічній карті зрізу мінус 5000 м спостерігається не тільки загальне скорочення площі осадових утворень, але й об’єднання деяких структурних форм ІІІ порядку. Центральна або приосьова зона на цьому зрізі виглядає як єдина крупна структурна форма. Різниця в будові північної та південної прибортових зон проявилася більш суттєво і відбивається в масштабах вторгнення виступів фундаменту в межі Дніпровського грабена.

Геологічна карта на зрізі мінус 6000 м фіксує різке скорочення площі осадового чохла ДДЗ і майже повне зникнення верхніх підрозділів палеозою. На північному заході регіону спостерігається об’єднання похованих внутрішньограбенних виступів фундаменту з тими, що примикають до бортів западини. Таке єднання обумовило відокремленість деяких ділянок осадового чохла прибортових зон від основного тіла грабену.

Геологічна карта на зрізі мінус 7000 м характеризується тим, що при її побудові була використана тільки геофізична інформація, але на ній у згладженій формі виділяються специфічні риси ряду елементів, які були охарактеризовані при розгляді зрізу на мінус 3000 м. Осадовий чохол північно-західної центрикліналі практично весь опинився вище поверхні, яка описується. На території центральної частини грабену виділяється тектонічно активна половина північної прибортової зони на ділянці між Синівською компенсаційною мульдою та Валківським штоком. Далі у південно-східному напрямку ступінь дислокованості порід помітно знижується. По південній облямівці осадового чохла аналогічний рубіж намічається в районі західного схилу Самарсько-Вовчанського виступу. Кількість штоків з високим рівнем підйому солі, яка знайшла своє відбиття на карті, також скорочена порівняно з попереднім зрізом.

Розгляд геологічної основи досліджень виявив, що процес седиментації протягом всього часу формування осадового чохла ДДЗ характеризується чітко вираженою циклічністю. Це пояснюється складним розвитком регіону, під час якого в хронологічній послідовності седиментація проходила в умовах формування рифтогенного, міогеосинклінально-синеклізного та синеклізного тектонічних етапів. Різниця в тривалості стратиграфічних переривів у межах тектонічних елементів І-ІІ порядків свідчить про те, що амплітуди і тривалість підйомів території регіону зменшувалися з північного заходу на південний схід і від бортів до центру западини. При переході від зрізу мінус 3000 м до більших глибин виступи фундаменту вимальовуються рельєфніше. На деяких внутрішньограбенних виступах фундаменту (Августовський, Плисківсько-Лисогорівський та ін.) чітко слідкується інверсійний характер структури осадового покриття по відношенню до гіпсометрії поверхні архейсько-протерозойських утворень. Дніпровський грабен має асиметричну будову: його північна частина більш занурена, ніж південна. Однак, на його крайньому північному заході спостерігається зворотня картина.

ХАРАКТЕР ГЕОЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ ОСАДОВОГО ЧОХЛА

ТА ЇЇ ВПЛИВ НА СУЧАСНЕ ТЕКТОНІЧНЕ РАЙОНУВАННЯ

Послідовне порівняння між собою геологічних карт зрізів дозволяє прослідкувати зміни в структурі палеозойських відкладів до глибини 7000 м. Сучасна будова ДДЗ є наслідком проявів рухів і дислокацій різних за своєю природою: розломно-блокової тектоніки, галокінезу, процесів короблення, горизонтальних переміщень мегаблоків Східно-Європейської платформи (СЄП), а також постумних рухів докембрійської складчастості субмеридіонального та діагонального напрямків. Дія та інтенсивність кожного з них мінялися в часі й просторі. Серед сумарних результатів відображення цих процесів у будові палеозою набуває важливого практичного значення розмаїття структурних форм, а звідси і пасток ВВ.

При послідовному порівнянні всіх п’яти зрізів звертає на себе увагу загальне скорочення з глибиною площі осадового чохла западини, перш за все, на північному заході і вздовж південної прибортової частини грабена. Це скорочення має східцеподібний характер, а конфігурація контурів регіону підпорядкована поведінці південної межі осадового чохла. Тут, з переходом на більш глибокі рівні, вона наближається до осьової частини набагато швидше, ніж на півночі. Така асиметрична будова западини і, насамперед, Дніпровського грабена виникла завдяки більш зануреному положенню північної половини грабена, ніж південної. Ця закономірність спостерігається від Донбасу до східних схилів, Городищенського на півночі та Старохутірського на півдні, виступів фундаменту. Західніше, до Брагинцівсько-Лоєвського виступу, має місце зворотня картина. Таким чином, будова осадового чохла Дніпровського грабена характеризується інверсією асиметрії, яка відбувається стрибкоподібно в смузі послідовного розташування Городищенського, Брусилівського, Кошелівського і Старохутірського виступів фундамету.

Виступи фундаменту розглядаються нами як структури ІІІ порядку. Увага, насамперед, приділена тим з них, що обумовили східчастий характер південної межі грабена, а також заходять в його межі з півночі. Вони нерівнозначні за своєю будовою і впливом на осадове покриття. Виступи південного борту добре виражені й далеко заходять у тіло грабена. З боку північного борту всі виступи, за винятком Городищенського, малоконтрастні, а їх визначення обумовлене лише незначним вигином лінії крайового порушення у бік грабена, тоді як на структурі осадового чохла вони практично не знайшли свого чіткого відображення. Разом з тим, формування як південних, так і північних виступів, скоріш за все, пов’язане з регіональними глибинними розломами меридіонального напрямку. Останні на представлених картах не знайшли прямого відбитку, але їх опосередкований вплив відчувається як на скороченні ширини осадового покриття, так і на зміні орієнтації простягання складчастих форм і загальній конфігурації регіону.

Всі виступи фундаменту за їх положенням по відношенню до структурних елементів І порядку можна поділити на дві великі групи: бортові та внутрішньограбенні. Крім цього, вони групуються ще за морфологією кристалічного ложа та співвідношенням до оточуючих їх структур ІІІ порядку. Характерною особливістю всіх виступів першої групи є те, що вони за морфологією докембрійського фундаменту відносяться до розкритого типу, тобто незамкнених форм. У другій групі разом з розкритими формами присутній і замкнений тип виступів. Таким чином, наявність чи відсутність виступів першої групи визначається не тільки гіпсометрією докембрійського фундаменту в межах бортів, а й наявністю їх вторгнення в межі грабена, тоді як друга група визначається саме морфологією кристалічного ложа.

Крім цього, за відношенням до структурних планів осадового чохла западини всі виступи фундаменту можна поділити на підтипи. За цією ознакою виділяються успадковані, поховані та інверсійні виступи. До успадкованих відносяться ті виступи, структурні плани осадового покриття яких повторюють додатні форми поверхні фундаменту (Самарсько-Вовчанський, Городищенський та ін.). Поховані – це ті виступи, на яких осадовий чохол має значну потужність і його структурні плани частково або повністю не конформні гіпсометрії поверхні фундаменту. Це найбільш розповсюджений підтип виступів у ДДЗ (Талалаївський, Охтирський та ін.). Інверсійні виступи характеризуються тим, що в їх межах тектонічні рухи після ранньовізейського часу змінили свій знак на протилежний. Вони притаманні лише другій групі виступів (Августовський, Плисківсько-Лисогорівський, та ін.).

Виступи фундаменту різнопланово впливали на розвиток тектоніки западини і, зокрема, на галокінез. У його початковий період положенням виступів визначалися території накопичення соляних товщ від максимальних потужностей до цілковитої відсутності. В подальшому частина з них обумовила місця акумуляції солі, переведеної у пластичний стан.

Структури ІІІ порядку та галокінез. Одним з основних об’єктів виконаних досліджень є висвітлення будови осадових утворень палеозойського віку в межах структур І-ІІІ порядків. Структури ІІІ порядку осадового чохла поширені в ДДЗ повсюдно. Серед них, перш за все, треба виділити додатні (вали і пасма) та від’ємні (депресії й мульди). Переважна більшість згаданих структур в западині явно чи приховано пов’язана з галокінезом, за винятком крайнього північного заходу та бортових частин. Для вивчення галокінезу ДДЗ є одним з благодатних об’єктів серед соленосних регіонів світу. Вона вміщує в собі дуже цікаві приклади соляних структур на різних етапах їх розвитку, починаючи від ембріоструктур (“подушки”) до соляних діапірів, що продовжують свій ріст і в сучасний період. До цього треба додати наявність трьох різновікових товщ солі в розрізі палеозою. Соленакопичення в ДДЗ відбувалося, на думку автора, комбінованим способом. Тобто в ньому присутні солі як ювенільного, так і морського походження. На перші вказують підвищена солоність басейнів та наявність глибинних розломів як провідних каналів. Друга складова проявляється в наявності умов утворення лагун. Скоріш за все, це не був єдиний басейн соленакопичення, а завдяки внутрішньограбенним виступам він поділявся на декілька відокремлених і порівняно невеликих за розмірами басейнів. Найбільший з них знаходився в центральній частині грабена, починаючи з району Лютенської депресії (по фундаменту) й далі до межі з ДСС. Умови активного галокінезу виникли наприкінці середнього або початку пізнього фамену. Місцями акумуляції нижньофранської солі стали ослаблені зони, а поштовхом до початку її руху були тектонічні напруження, що виникали в періоди змін тектонічних режимів. Серед них провідну роль відіграла розломно-блокова тектоніка палеозойського рифту, особливо в районах із зменшеною потужністю осадового чохла в цілому. На південному сході регіону зі збільшенням потужності осадового покриття набували провідного значення для визначення місць акумуляції соляних мас складки коробління. Вони представлені видовженими пасмами, що розмежовуються глибокозануреними улоговинами і брахісинкліналями. Галокінез, незважаючи на наявність в цьому районі численних соляних діапірів, мав підпорядковане значення. Він проявився в ускладненні, а іноді й руйнуванні, первинних морфологічних форм, а також присутності поодиноких соляних структур (Шебелинська). Останні лише підкреслюють значимість регіональних вертикальних і тангенційних рухів при формуванні тут переважної більшості структур ІІІ порядку.

З віддаленням від згаданих дислокацій на північний схід складки коробління при утворенні структур ІІІ порядку втрачають своє провідне значення і перевагу набуває розломно-блокова тектоніка. Інтенсивність її прояву збільшується з південного сходу на північний захід та від центру грабена до його периферійних частин. Свого максимуму вона набуває в прибортових зонах, а також у районі Ічнянської групи структур. Однак тут дія вертикальних рухів значною мірою завуальована проявами галокінезу, потужністю надсольових відкладів та результатами перебудови підсольового ложа. Формування структур ІІІ порядку від західного схилу Чутівського штоку до Ічнянської групи структур включно в надсольових нашаруваннях є наслідком саме процесів структуроутворення галокінезом. Вони представлені тут валами і пасмами, а від’ємні – компенсаційними мульдами і депресіями.

Крім додатних та від’ємних складок осадового чохла грабена виділяються ще такі структурні форми ІІІ порядку, як сідловини між депресіями і валами (Свиридівська і Лютенська). Вони разом з моноклінальними схилами додатних і від’ємних складок мов би розмежовують їх.

Отже, в південно-східній частині западини в процесі формування додатних структур ІІІ порядку галокінез ускладнював, а іноді й руйнував їх будову, тоді як далі на північний захід саме соляній тектоніці частина з них зобов’язана своєму виникненню та подальшому розвитку.

Аналіз представлених карт зрізів, зіставлення характеру дислокацій різних ділянок приосьової частини та морфології й генетики структур ІІІ порядку, що входять до їх складу, переконливо свідчать про багатоетапну історію формування западини. Сучасна характеристика дислокацій у підзонах значною мірою залежить від потужності осадового покриття, яка трансформує вплив тих чи інших фаз тектонічного розвитку регіону. Чим вона менша, тим більше на його структуру впливають древніші за віком тектонічні процеси. І, навпаки, при збільшенні товщин осадових нашарувань краще висвітлюються наслідки тектонічних рухів, що притаманні кінцевим етапам розвитку регіону. Таким чином, розгляд геологічних карт зрізів у межах Дніпровського грабена дає можливість не тільки фіксувати і аналізувати будову різних структур ІІІ порядку, але й визначати генетику дислокацій, яка призвела до їх утворення.

Особливості сучасного тектонічного районування Дніпровського грабена. Масштаби та інформативність сучасних регіональних структурно-геологічних побудов дозволяють більш аргументовано виявити відмінності у будові складових частин западини, та на цій основі уточнити її тектонічне районування.

До складу західної частини Сарматсько-Туранського трансконтинентального лінеаменту входять три споріднені надпорядкові геоструктури: Прип’ятський прогин (ПП), ДДЗ та ДСС. Границя між ДДЗ і ПП проходить по західному схилу Брагинсько-Лоєвського поперечного виступу. Між ДДЗ і ДСС вона має складний характер. У зануреній частині грабена вона проводиться вздовж виклинювання нижньопермських відкладів, тобто відповідає картографічному рубежу зміни тектонічного режиму ДСС у передмезозойську перерву. Південніше – по східній межі Красноармійської монокліналі. Тут границя розмежовує частину моноклінального залягання кам’яновугільних нашарувань та зони поперечних складок і флексур, що останнім часом виділяється під назвою “зона поперечних дислокацій”. На північному борту границя проходить по розповсюдженню відкладів юри, які окреслюють західну межу дещо піднятої Старобільсько-Міллєровської монокліналі на півночі від Донбасу.

У ДДЗ до структур І порядку відносяться Дніпровський грабен та північний і південний борти, що його облямовують і є зануреним продовженням схилів Воронезької антиклізи (ВА) і Українського кристалічного щита (УЩ) з відповідним покриттям відкладів кам’яновугільного періоду. При визначенні порядку структур автор керувався в основному класифікацією платформених структур, яка була прийнята у 1963 році на нараді по класифікації платформених структур при ВНДГРІ, з урахуванням особливостей будови ДДЗ та досвідом попередніх досліджень з цієї проблеми.

Дніпровський грабен є основним тектонічним елементом території досліджень. Його тектонічному районуванню присвячена велика кількість як опублікованих, так і рукописних робіт. Найбільш розповсюдженими є схеми, які передбачають поздовжню або одночасно поздовжню і поперечну зональність. У поздовжньому районуванні грабена у більшості випадків виділяються три основних елементи як структури ІІ порядку: центральна або приосьова і, відповідно, південна та північна прибортові зони. Останні мають такі загальні ознаки: стрімке (порівняно з бортами) занурення поверхні докембрійського фундаменту в бік приосьової зони грабена, швидке зростання потужності практично всіх стратиграфічних підрозділів фанерозою, особливо кам’яновугільної системи, у тому ж напрямку, більшим ступенем дислокованості осадових нашарувань ніж на борту, а місцями, і приосьовій зоні.

Слід підкреслити, що прибортові зони вздовж простягання не виглядають однотипними елементами грабена. Це пов’язане зі зміною характеру рухів фундаменту протягом довгого часу. При цьому знаки і швидкості переміщення окремих блоків та характер і напрям напружень змінювалися в часі й просторі. Це позначилося на характері дислокацій прибортових зон. Далеко не повсюдно в їх межах поширені товщі девону і, тим більше, активний галокінез. У північній та південній прибортових зонах виділяються смуги з підвищеною тектонічною активністю і мобільністю, які характеризуються строкатістю на фоні відносно однорідних за забарвленням полів як зі сторони бортів, так і приосьової частини грабена. Вони простежуються від Городищенського на півночі та Старохутірського на півдні виступів фундаменту до, відповідно, Валківської структури та західного схилу Самарсько-Вовчанського виступу фундаменту. З даними мобільними частинами прибортових зон пов’язані фіксовані прояви активного галокінезу. Далі на схід простягається територія з відносно спокійним моноклінальним заляганням палеозойських і мезо-кайнозойських відкладів, у межах якої