The article examines the possibilities of applying gravimetric data for deep subsurface studies of the Pavlodar region of the Republic of Kazakhstan. The gravitational field was interpreted taking into account the geological and neotectonic structure of the territory. Zones of negative and positive anomalies were identified, reflecting density heterogeneity of the Earth’s crust, deep fault structures, and variations in sedimentary cover thickness. The results demonstrate that gravimetry is an effective tool for refining deep geological structure and can be applied in forecasting mineral resource distribution.

Keywords: gravimetric data, global geopotential model, tectonic structure, neotectonics, sedimentary cover.

1. Введение

Изучение глубинного строения недр является одной из ключевых задач современной геологии и геофизики. Глубинные процессы, протекающие в пределах земной коры и верхней мантии, оказывают существенное влияние на формирование тектонических структур, распределение полезных ископаемых и развитие геодинамических процессов. В условиях возрастающей потребности в минерально-сырьевых ресурсах особое значение приобретает совершенствование методов исследования глубинного строения литосферы. Среди комплекса геофизических методов особое место занимает гравиметрия, основанная на изучении вариаций гравитационного поля Земли, обусловленных неоднородностью плотности горных пород. Гравиметрические данные позволяют выявлять крупные тектонические элементы, определять глубину залегания фундамента, картировать разломные зоны и оценивать мощность осадочного чехла.

Павлодарская область Республики Казахстан представляет значительный интерес для глубинных исследований в связи с её расположением в пределах Западно-Сибирской плиты, наличием развитых тектонических структур и перспективных участков размещения полезных ископаемых. Уточнение глубинного строения региона имеет важное значение для повышения эффективности геологоразведочных работ.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью активного применения гравиметрических данных при комплексном изучении недр и построении достоверных геолого-геофизических моделей региона.

Целью настоящей работы является анализ возможностей использования гравиметрических данных при глубинном изучении недр Павлодарской области.

Методы исследования . В работе использованы методы гравиметрической интерпретации, сравнительного геофизического анализа и обобщения литературных источников.

Объектом исследования является Павлодарская область Республики Казахстан, образованная в январе 1938 года. Административный центр — город Павлодар. Площадь территории составляет около 124,8 тыс. км².

Область расположена на северо-востоке Республики Казахстан и граничит:

— на севере — с Омской областью Российской Федерации;

— на северо-востоке — с Новосибирской областью;

— на востоке — с Алтайским краем Российской Федерации [1] (рис. 1).

Рис.1. Расположение Павлодарской области

Рельеф территории преимущественно равнинный, что обусловлено её принадлежностью к южной окраине Западно-Сибирской плиты. В геологическом отношении территория характеризуется платформенным строением. Кристаллический фундамент представлен породами докембрийского и палеозойского возраста, перекрытыми осадочным чехлом мезозойско-кайнозойского комплекса различной мощности. Наличие контрастных по плотности геологических комплексов создаёт предпосылки для формирования гравитационных аномалий, что делает регион перспективным для применения гравиметрических методов.

2. Геологическая изученность и строение территории

Павлодарская область расположена в зоне сочленения Казахской складчатой страны (Сарыарки) и Западно-Сибирской низменности, находясь в пределах Урало-Монгольского складчатого пояса. Такое тектоническое положение обусловливает сложное строение региона и широкое развитие палеозойских структур, перекрытых мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом.

Юго-западная часть области представлена структурами Казахского мелкосопочника (Сарыарки), занимающего около 25 % территории. Данный район характеризуется развитием палеозойских складчатых комплексов и является основным источником твердых полезных ископаемых [4]. Северная и восточная части региона относятся к Западно-Сибирской низменности и представлены преимущественно денудационно-аккумулятивными равнинами. Геологическое строение региона представлено на рис. 2.

Рис. 2. Геологическая карта Павлодарской области

Кристаллический фундамент области сложен палеозойскими складчатыми образованиями, сформированными в ходе каледонской и герцинской тектонических эпох. В его строении выделяются эвгеосинклинальные и миогеосинклинальные комплексы, представленные магматическими, метаморфическими и осадочными породами различной степени преобразования.

Регион богат месторождениями угля, полиметаллов, золота, никеля и кобальта, что делает его стратегически важным для недропользования [4].

Наиболее детально геологически изученными являются Баянаульский район и пойма реки Иртыш. Сейсмотектоническая обстановка региона представлена на рис. 3

Рис. 3. Карта сейсмического районирования Павлодарской области

Однако наличие мощного покрова рыхлых отложений существенно затрудняет проведение прямого геологического картирования, особенно в пределах платформенной части региона.

В связи с этим особую актуальность приобретает применение геофизических методов, в том числе гравиметрии, позволяющей дистанционно исследовать глубинное строение, выявлять разломные зоны, уточнять глубину залегания фундамента и прогнозировать размещение полезных ископаемых.

3. Результаты гравиметрического анализа и их интерпретация

По результатам обработки гравиметрических данных построена карта региональной аномалии Буге (рис. 4)

Рис. 4. Региональная Аномалия Буге

По всей территории исследования наблюдаются отрицательные гравитационные аномалии. Диапазон значений аномалий в пределах Павлодарской области изменяется приблизительно от −10 до −80 мГал.

Общий характер поля. Гравитационное поле носит выраженно неоднородный характер и демонстрирует зональность распределения аномалий. Наиболее пониженные значения (до −70…−80 мГал) приурочены к южной и юго-западной части региона, тогда как северные и центральные участки характеризуются относительно менее отрицательными значениями.

Общее снижение значений Буге южном направлении свидетельствует об увеличении мощности менее плотных пород или углублении поверхности кристаллического фундамента.

Северо-восточная часть области. В северо-восточном секторе наблюдаются относительно сглаженные аномалии с меньшей амплитудой. Данная зона соответствует платформенной части территории, связанной с Западно-Сибирской плитой (см. рис. 2). Отрицательные значения Буге здесь обусловлены мощным мезо-кайнозойским осадочным чехлом, перекрывающим фундамент (см. рис. 4). Сейсмическая карта показывает относительно стабильный характер территории, что согласуется с платформенной природой участка.

Южная и юго-западная часть (Сарыарка). Южная часть области характеризуется резкими градиентами гравитационного поля и локальными минимумами. Эти зоны пространственно совпадают с областью развития Казахского мелкосопочника (Сарыарки) (см. рис. 2). Наличие интенсивных градиентов может свидетельствовать о: разломных нарушениях, блоковом строении фундамента, глубинных тектонических контактах.

Сопоставление с картой неотектоники (см. рис. 3) показывает, что часть градиентных зон совпадает с активными разломами, трассируемыми по геофизическим полям.

Линейные структуры. На карте аномалий Буге прослеживаются вытянутые зоны изменения поля северо-западного и субширотного направления. Такие линейные аномалии интерпретируются как глубинные разломные зоны, контролирующие тектоническое членение территории.

Совпадение этих зон с элементами новейшей тектоники (см. рис. 3) подтверждает их структурную значимость.

Геодинамическая интерпретация. Анализ гравитационного поля в комплексе с картой сейсмического районирования (см.рис.4) показывает, что области повышенных градиентов аномалий соответствуют зонам потенциальной тектонической активности. Это указывает на связь плотностных неоднородностей земной коры с современными геодинамическими процессами.

Гравиметрический анализ позволил: уточнить границу сочленения складчатых и платформенных структур; выявить глубинные разломные зоны; оценить неоднородность мощности осадочного чехла; подтвердить связь гравитационных аномалий с новейшими тектоническими структурами.

Выводы

Таким образом, обобщённые в работе подходы и методические решения формируют научно-методическую основу для последующих региональных исследований и могут быть использованы при планировании детальных геофизических работ, направленных на уточнение геологического строения и оценку ресурсного потенциала Павлодарской области. Перспективным направлением является интеграция гравиметрии с другими геофизическими и геологическими методами, что позволит повысить достоверность интерпретации и расширить возможности глубинного изучения недр.

Литература:

1. Официальный сайт акимата Павлодарской области (июнь 2009).
2. Общая информация о Павлодарской области / Портал visitkazakhstan.nur.kz
3. Тажибек Е. Исследование инженерно-геологических условий города Павлодар // Вестник науки № 2 (83) том 1. С. 722–726. 2025 г
4. Геологическая карта Казахстана М1:5000000, http://neotec.ginras.ru/neomaps.html, ГИН РАН, лаборатория неотектоники и современной геодинамики, 2015–2026.
5. Карта новейшей тектоники Казахстана М 1:5000000, Абдулин, Шлыгин, Жуков, 1987; Геологическое строение Казахстана», 2000, http://neotec.ginras.ru/neomaps.html, ГИН РАН, лаборатория неотектоники и современной геодинамики, 2015–2026
6. Карта общего сейсмического районирования Казахстана М1:5000000, Нусипов Е. Н., Тимуш А. В., Сыдыков А. С., Шацилов В. И., Садыкова А. Б., http://neotec.ginras.ru/neomaps.html, ГИН РАН, лаборатория неотектоники и современной геодинамики, 2015–2026