Причины изменения знака магнитной полярности апшеронских и акчагыльских отложений Апшеронского полуострова

Среди важнейших проблем, указанных в решениях ХХУ1 съезда КПСС, связанных с развитием науки и ускорением технического прогресса, названа проблема изучения строения, состава и эволюции Земли. Решение этой проблемы тесно связано с развитием работ по геологическому изучению территории нашей страны, усилением исследований по поиску месторождений нефти и газа, более интенсивным развитием методов геофизических и геохимических исследований недр. Исследование эволюции геомагнетизма помимо глобальных проблем физики Земли способствует решению и весьма важной прикладной задачи — построению палеомагнитной геохронологической шкалы, как одной из основ установления последовательности и синхронизации геологической истории. Изучение последних этапов истории земного магнитного поля представляет собой самостоятельную задачу геофизики, на решение которой направлены усилия многих исследователей как в СССР, так и за рубежом.

Одной из важных проблем является проблема стратификации осадочных толщ. Существование пород с прямой и обратной первичной намагниченностью в разрезах плиоцен-четвертичных образований оказалось перспективным для разработки их палеомагнитной стратификации, т.к., несмотря на давнюю историю исследований плиоцен-плейстоцена, эта проблема содержит еще множество дискуссионных вопросов.

Актуальность проблемы. Поиски перспективных структур, определяющих формирование и накопление многих полезных ископаемых — одна из важнейших задач наук о Земле. Прирост запасов нефти и газа, определяющий будущее развитие нефтяной промышленнооти Азербайджана, представляет собой актуальнейшую проблему на сегодняшний день.

Как известно, Апшеронский полуостров является одним из наиболее развитых районов с установленной промышленной нефте-газоносностью. Основным объектом исследований на Апшеронском полуострове являлись породы акчагыльского и апшеронского возрастов. Акчагыльские и апшеронские пласты, считавшиеся только «покрышкой» над нефтегазоносной толщей среднего плиоцена, сами в некоторых случаях оказывались нефтесодержащими, как например, в Прикуринской низменности и на Апшеронском полуострове Азербайджана, в некоторых районах Западной Туркмении. Следовательно, мощный нефтегазоносный слой продуктивной толщи непосредственно влияет на верхлежащие слои и исследование этого влияния представляет важную задачу.

Поиск и разработка новых методов выявления и исследования геохимических и физических поверхностных эффектов, связанных как с нефтяными запасами, так и с отсутствием таковых, представляет задачу первостепенной важности, решение которой возможно с применением определенной области методов — области магнетизма горных пород и палеомагнетизма. Исследования магнитных свойств горных пород дают возможность сопоставлять магнитные характеристики изучаемых пород, что в свою очередь позволит выявлять связь осадкообразования с физико-химическими условиями среды.

Палеомагнитные исследования верхнего плиоцен-плейстоцена Апшеронского полуострова являются основой для разработки стратиграфии изучаемых пород, что трудно осуществить одним палеонтологическим методом в связи с неполной сопоставимостью местных комплексов микроорганизмов. Изучение акчагыла и апшерона.

Апшеронского полуострова также позволило сопоставить выделенные палеомагнитные зоны и горизонты с известными стратиграфическими подразделениями. В связи с изложенным изучение данных отложений является актуальной задачей геологии и геофизики.

Цель работы. Исследование причин изменения знака магнитной полярности верхнеплиоценовых отложений Апшеронской области с целью расчленения и корреляции изучаемых осадков и построения магнитостратиграфической шкалы.

Основные задачи исследования;

1. Выяснение природы естественной остаточной намагниченности изучаемых отложений Апшеронского полуострова.

2. Выявление связей магнитных свойств верхнеплиоценовых отложений с их физико-химическими условиями образования.

3. Выяснение причины изменения знака магнитной полярности акчагыл-апшеронских отложений, выявление псевдоинверсий.

4. Установление детальной картины изменения полярности первичной намагниченности.

5. Сопоставление палеомагнитной шкалы верхнего плиоцена Апшеронского полуострова и ее корреляция.

Фактический материал. Автором были исследованы 8 разрезов акчагыльского и апшеронского возрастов на Апшеронском полуострове. Всего было исследовано более 1400 кубиков-образцов.

При отборе образцов автору оказывали помощь сотрудники лаборатории земного магнетизма и палеомагнетизма Института геологии АН Азерб.ССР. Разрезы отбирались на Апшеронском полуострове на следующих площадях: в Ясамальской долине — 3 разреза, в Карадагском районе — 3 разреза (у г. Карагош — I и у с. Кергез — 2), в Геологическом заповеднике напротив пляжа «Шихово» — I разрез, у с. Балаханы к северу Апшеронского полуострова — I разрез.

Диссертационная работа связана с тематикой научно-исследовательских работ лаборатории земного магнетизма и палеомагнетизма Института геологии АН Азерб. ССР и является продолжением исследований, предусмотренных Государственным Комитетом по науке и технике при Совете Министров СССР на 1970;1973 гг. («Исследование тектонических процессов в пределах нефтегазоносных структур Апшеронского полуострова и Прикаспийско-Кубин-ской низменности методами магнитометрии». Проблема № 050.01).

Научная новизна. На основании палеомагнитных данных:

— впервые выявлены псевдоинверсии в низах апшеронского яруса, наличие которых обусловлено физико-химическими превращениями минералов, что имеет важное значение для палеомагнитных построений;

— составлена полная палеомагнитная шкала акчагыл-ашперон-ских отложений Апшеронского полуострова с учетом псевдоинверсий;

— проведена корреляция изученных отложений и получен дополнительный материал об источниках сноса в акчагыл-апшеронс-кое время.

Практическая ценность и рекомендации к использованию. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при решении задач стратиграфии третичных и четвертичных отложений. Кроме того учет распределения ферромагнитных минералов в зависимости от физико-химических условий среды дает критерий на поиск образования нефтепроизводящих свит или на отсутствие таковых. Результаты работ могут быть использованы различными организациями, ведущими палеомагнитные исследования и занимающимися геологической интерпретацией данных палеомагнетизма.

— 10.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований, изложенных в диссертации, докладывались на IX конференции по вопросам постоянного геомагнитного поля, магнетизма горных пород и палеомагнетизма (Баку, 1973), на У Всесоюзном совещании по физическим свойствам горных пород при высоких термодинамических параметрах (Баку, 1978), на У1 научно-технической конференции геофизиков Азербайджана (Баку, 1982), на Всесоюзном палеомагнитном семинаре (Саратов, 1983).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научные статьи и написан I отчет.

Объем. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Работа содержит 121 страницу машинописного текста, 46 рисунков, 6 таблиц.

Список литературы

включает 97 наименований.

Выводы.

1. Лабораторное моделирование естественной остаточной намагниченности 1Д плиоцен-плейстоценовых отложений показало, что остаточная намагниченность 1° акчагыльских образцов возникает в результате ориентации крупных ферромагнитных частиц гематита по направлению внешнего магнитного поля Земли, а 1д апшеронских образцов возникает в результате ориентации мелких ферромагнитных частиц магнетита и маггемита по направлению внешнего геомагнитного поля.

2. Природа 1п «аномальных» образцов из «ложных палео-магнитных зон (псевдоинверсии) имеет химическое происхоадение.

3. На первичные компоненты 1п накладывается вторичная вязкая компонента, которая в значительной степени снимается магнитной чисткой.

4. Детальными палеомагнитными исследованиями верхнеплиоценовых отложений Апшеронского полуострова было установлено: в нижнем апшероне на границе плиоцен-эоплейстоцена выделяется зона обратной полярности, сопоставляемая с событием Олдувей геохронологической шкалы Коксав верхах среднего апшерона фиксируется эпизод прямой намагниченности, коррелирующийся с событием Харамильов нижней части акчагыльского яруса выделяется двойной эпизод обратного знака, который можно сопоставить с событиями Мэмос и Каена.

Составлен опорный палеомагнитный разрез верхнеплиоценовых отложений Апшеронского полуострова.

— 163.

5. Ввиду сложного компонентного состава изучаемых пород для выделения рекомендуется комбинированная чистка образцов: термочистка до 200 °C и чистка переменным полем до 401.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Детальными исследованиями магнитных свойств верхнеплиоценовых отложений Апшеронского полуострова установлено, что значения естественной остаточной намагниченности и магнитной восприимчивости варьирует в широких пределах. Для характерных здесь глин они измеряются (долями) единицами и десятками ед. • Ю~3А/м. Такое разнообразие магнитных свойств связано с резким различием ферромагнитного состава пород.

2. Выявлен состав ферримагнитной фракции и вклад каждого магнитного минерала в естественную остаточную намагниченность. Магнетизм плиоцен-плейстоценовых отложений обусловлен присутствием в породах магнетита, гидроокислов железа, маггемита и гематита.

3. Впервые для пород Апшеронского полуострова выявлены случаи появления псевдоинверсий («ложных» палеомагнитных зон) в результате воздействия физико-химических факторов.

4. Изучена природа естественной остаточной намагниченности. Показано, что для апшеронских и акчагыльских отложений она ориентированная, а для образцов из псевдозон — химического происхождения.

5. Детальными палеомагнитными исследованиями в нижнем апшероне, на границе плиоцен-плейстоцена выделена зона прямой полярности, сопоставляемая с событием Олдувей геохронологической шкалы, что имеет важное значение для стратиграфии верхнеплиоценовых и эоплейстоценовых отложений и определения границы между ниш.

6. Исследование магнитных свойств апшеронских и акчагыльских отложений Апшеронского полуострова показало, что естественная остаточная намагниченность, ее природа, компонентный состав и основные минеральные носители находятся в самой тесной зависимости от физико-химических условий их образования.

7. Палеомагнитные исследования позволили составить опорный палеомагнитный разрез для акчагыл-апшеронских отложений, который является наиболее полным и может быть принят в качестве основы для сводного палеомагнитного разреза.

8. Проведено межрегиональное сопоставление верхнеплиоценовых отложений Апшеронского полуострова с одновозрастными отложениями по Азербайджану, Туркмении, Западной Сибири, Приднестровья, Западной Европы.

9. Полученные результаты о распределении ферримагнитных минералов по магнитным характеристикам исследуемых отложений, а также смена знака геомагнитного поля, совпадают с наличием трансгрессивных и регрессивных циклов акчагыльского моря и подтверждают некоторые палеогеографические изменения (климатические) в акчагыльское и апшеронское время.

10. Данные по магнитным свойствам позволили коррелировать рассматриваемые отложения в пределах Апшеронского полуострова и судить об изменении их мощности, что имеет важное значение при оценке пород, как «покрышек» и при планировании поисковых и разведочных работ на нефть и газ как в верхнеплиоценовых и нижнеплейстоценовых, так и в подстилающих их отложениях в пределах рассматриваемой территории и в прилегающей к ней акватории.

11. Исследования ферромагнитного состава пород позволяют судить об источниках сноса не только в период осадконакопле-ния отложений в акчагыл-апшеронское время, но с учетом.

— 166 историко-геологических данных и о подстилающих их отложениях, с которыми связано промышленное скопление нефти (продуктивная толща).