Геоелектричні неоднорідності Кримського регіону як зони проявів сейсмічності та нафтогазоносності

А.М. Кушнір; Т.К. Бурахович

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225494

Автор(и)

А.М. Кушнір Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, Україна
Т.К. Бурахович Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225494

Анотація

Уперше для Кримського регіону та прилеглих територій побудовано тривимірну геоелектричну модель земної кори і верхньої мантії за результатами експериментальних спостережень низькочастотного електромагнітного поля Землі, виконаних в 2008—2013 рр. інститутом геофізики НАН України. Субвертикальні електропровідні зони або контакти різного питомої опору переважно в приповерхневих шарах збігаються з розломними структурами, більшість яких приурочені до меж між різними тектонічними елементами, такими як Скіфська плита і Гірський Крим, Північно- і Південнокерченська зони, та іншими розломами: Чонгарським, Мелітопольсько-Новоцарицинським, Корсарсько-Феодосійським, Горностаївським та Керченсько-Чкаловським. Як окрема потужна субмеридіональна електропровідний зона проявилася система Миколаївського і Западнокримського розломів. Глибше в земній корі і верхній мантії геоелектричні неоднорідності виявлені у вигляді субгоризонтальних структур (шарів) і проявляються в регіональних аномаліях, що може вказувати на про високу проникність для глибинних флюїдів зон контактів у процесі їх формування. Впевнено простежується глибинна субширотна структура в земній корі, яка на заході підтверджується і деталізується відомою Тарханкутською аномалією і продовжується через центральну частину Криму в північно-західній частині Керченського півострова. Передбачається наявність у надрах північно-західного шельфу Чорного моря і в північно-східній частині Керченсько-Таманського прогину потужної субширотних аномалії на межі кора—верхня мантія оконтуривающих Кримський півострів. Зони проявів надглибоких флюїдів, отримані за даними сейсмотомографії, аномалій високої електропровідності в земній корі і верхній мантії, підвищеного теплового потоку і поширення гіпоцентрів землетрусів, підтверджують зв’язок сейсмічності Криму з колізійними процесами. Показана приуроченість проявів вуглеводнів у виділених аномаліях високої електропровідності, які характеризуються субвертикальними каналами, гальванічно пов’язаними з осадовими відкладами, або субвертикальними контактними зонами різного питомої опору, які спостерігаються не тільки в земній корі, а й у шарах верхньої мантії (60—90, 110—140 км) і можуть зумовлювати надходження надглибоких флюїдів.

Посилання

Fedishin, V.O. (Ed.). (1999). Atlas of oil and gas fields of Ukraine. Vol. VI. Southern oil and gas region. Lviv: Tsentr Evropy, 222 p. (in Ukrainian).

Baranova, E.P., Yegorova, T.P., & Omelchenko, V.D. (2008). Reinterpretation of DSS seismic data and gravity modeling along lines 25, 28 and 29 in the Black and Azov seas. Geofizicheskiy Zhurnal, 30(5), 1—20 (in Russian).

Burakhovich, T.K., Kushnir, A.N., Nikolaev, I.Yu., Sheremet, E.M., & Shirkov, B.I. (2016). Results of experimental electromagnetic studies of the Crimean region. Geofizicheskiy Zhurnal, 30(5), 1—20. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i2.2016.107765 (in Russian).

Burakhovych, T.K., Kushnir, A.M., Tsvetkova, T.O., & Shumlyanska, L.O (2013). Comprehensive interpretation of seismotomographic and geoelectric models for estimating geodynamic processes in the Crimean lithosphere. Naukovi pratsi UkrNDMI NAN Ukrayiny, (13), 12—26 (in Ukrainian).

Buryanov, V.B., Gordienko, V.V., Zavgorodnyaya, O.V., Kulik, S.N., & Logvinov, I.M. (1985). Geophysical model of the tectonosphere of Ukraine. Kiev: Naukova Dumka, 212 p. (in Russian).

Vakarchuk, S.G., Shevchenko, O.A., Dovzhok, T.E., Chepil, P.M., Kharchenko, M.V., & Karavaeva, Yu.A. (2009). Peculiarities of geological structure and assessment of oil and gas prospects of Middle Miocene and Upper Oligocene deposits at the Subbotin field. Naukovyy visnyk IFNTUNH, (3), 44—50 (in Ukrainian).

Gobarenko, V., Yegorova, T., & Stephenson, R. (2014). The structure of the Kerch peninsula and north-eastern part of the Black sea crust according to the results of local seismic tomography. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(2), 18—34. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i2. 2014.116115 (in Russian).

Gordienko, V.V., & Tarasov, V.N. (2001). Modern activation and isotopy of helium in the territory of Ukraine. Kiev: Znannya, 102 p. (in Russian).

Kozlenko, M.V., Kozlenko, Yu.V., & Lysynchuk, D.V. (2009). The deep structure of the earth’s crust in the western part of the Black Sea shelf based on the results of a comprehensive re-interpretation of geophysical data along the DSS profile No. 25. Geofizicheskiy Zhurnal, 31(6), 77—91 (in Russian).

Kulik, S.N., & Burakhovich, T.K. (1984). Deep magnetotelluric sounding of the Tarkhankut Peninsula. Doklady AN USSR. Ser. B, (12), 15—18 (in Russian).

Kutas, R.I. (2010). Geothermal conditions of the Black Sea basin and its surroundings. Geofizicheskiy Zhurnal, 32(6), 135—158. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i6.2010.117453 (in Russian).

Kushnir, A.N., & Shirkov, B.I. (2013). Deep structure of the northwestern part of the Black Sea shelf according to geoelectric data. Naukovi pratsi UkrNDMI NAN Ukraini, (13), 178—190 (in Russian).

Kushnir, A.M. (2019). Geoelectrical heterogeneities of the crust and upper mantle of the territory of Ukraine. Doctor¢s thesis. Kyiv, 38 p. (in Ukrainian).

Lukin, A.E. (2014). Hydrocarbon potential of great depths and prospects of its mastering in Ukraine. Geofizicheskiy Zhurnal, 36(4), 3—23. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i4. 2014.112455 (in Russian).

Pashkevich, I.K., Rusakov, O.M., Kutas, R.I., Grin, D.N., Starostenko, V.I., & Janik, T. (2018). Lithospheric structure based on integrated analysis of geological-geophysical data along the DOBREfraction’99/DOBRE-2 profile (the East European Platform — the East Black Sea Basin). Geofizicheskiy Zhurnal, 40(5), 98—136. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5. 2018.147476 (in Russian).

Porfiryev, V.B., Krayushkin, V.A., & Klochko, V.P. (1981). Geological criteria for prospecting for oil and gas in the heterogeneous basement of the Black Sea-Crimean oil and gas region. Geologicheskiy Zhurnal, (1), 38—47 (in Russian).

Pustovitenko, B.G., Kulchitskiy, V.E., & Pustovitenko, A.A. (2006). New maps of general seismic zoning of the territory of Ukraine. Features of the long-term seismic hazard model. Geofizicheskiy Zhurnal, 28(3), 54—77 (in Russian).

Samsonov, V.I., Shashorin, Yu.N., & Chepizhko, A.V. (2002). Genetic characteristics of the North Black Sea continental margin and the main elements of its tectonics: Proc. of the III Intern. conf. «Geodynamics and oil and gas systems of the Black Sea-Caspian region», Gurzuf, September 17¾21, 2001 (pp. 122—124). Simferopol: Tavria-Plus (in Russian).

Svidlova, V.A., & Pasynkov, G.D. (2013). Seismicity of Crimea in 2012. In Seismological Bulletin of Ukraine (pp. 6—10). Sevastopol: SPC «ECOSI-Hydrophysics» (in Russian).

Starostenko, V.I., Burakhovich, T.K., Kushnir, A.N., Legostaeva, O.V., Tsvetkova, T.A., Sheremet, E.M., & Shumlyanskaya, L.A. (2013). The possible nature of the seismic activity of the depths of the Predobudruzhsky trough and the Northern Dobruja. Geofizicheskiy Zhurnal, 35(1), 61—74. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i1.2013.116331 (in Russian).

Starostenko, V.I., Lukin, A.E., Rusakov, O.M., Pashkevich, I.K., Kutas, R.I., Gladun, V.V., Lebed, T.V., Maksimchuk, P.Ya., Legostaeva, O.V., & Makarenko, I.B. (2012). On the prospects for the discovery of massive hydrocarbon deposits in the heterogeneous traps of the Black Sea. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(5), 3—21. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116660 (in Russian).

Farfulyak, L.V. (2016). Deep structure of the western part of the Scythian microplate according to modern seismic data: Candidate¢s thesis. Kyiv, 23 p. (in Ukrainian).

Tsvetkova, T.A., & Bugaenko, I.V. (2012). Seismotomography of the mantle under the East European platform: mantle velocity boundaries. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(5), 161—172. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116672 (in Russian).

Sheremet, E.M., Burakhovich, T.K., Dudik, A.M., Nikolaev, I.Yu., Dudik, S.A., Kushnir, A.N., & Agarkova, N.G. (2016). Geoelectric and geochemical studies in predicting hydrocarbons in Ukraine. Kiev: Komprint, 489 p. (in Russian).

Yurovskiy, Yu.G. (1997). Seismicity and fluid migration of the Kerch-Taman region. Geodynamics of the Crimean-Black Sea region. Proceedings of the conference 22¾28 September 1996 (pp. 133—134). Simferopol: Edition of the Crimean Expert Council on Seismic Hazard Assessment and Earthquake Prediction (in Russian).

Kulik, S.N., Burakhovich, T.K., & Khazan, Ya.M. (2001). Electrical conductivity anomalies in the crust and upper mantle of Ukraine. Acta Geophysica Polonica, 50(4), 547—565.

Mackie, R.L., Smith, J.T. & Madden, T.R. (1994). Three-dimensional electromagnetic modeling using finite difference equations: the magnetotelluric example. Radio Science, 29, 923—935. https://doi.org/10.1029/94RS00326.

Starostenko, V. Janik, T., Yegorova, T., Farfuliak, L., Czuba, W., Środa, P., Thybo, H., Artemieva, I., Sosson, M., Volfman, Y., Kolomiyets, K., Lysynchuk, D., Omelchenko, V., Gryn, D., Guterch, A., Komminaho, K., Legostaeva, O., Tiira, T., & Tolkunov, A. (2015). Seismic model of the crust and upper mantle in the Scythian Platform: the DOBRE-5 profile across the northwestern Black Sea and the Crimean Peninsula. Geophysical Journal International, 201(1), 406—428. https://doi.org/10.1093/gji/ggv018.

Yegorova, T.P., Baranova, E.P., Gobarenko, V.S., & Murovskaya, A.V. (2018). Crustal Structure of the Crimean Mountains along the Sevastopol—Kerch Profile from the Results of DSS and Local Seismic Tomography. Geotectonics, 52(4), 468—484. https://doi.org/ 10.1134/S0016852118040027.