Южная часть области не покрывалась ледниками и морями Полярного бассейна. Здесь господствует рельеф, связанный с деятельностью водных потоков. В то же время Полярный бассейн и ледники сыграли роль плотины, препятствующей свободному стоку рек на север. К югу потоки воды сосредоточивались в речных долинах (Праишима, Пратобола и Прасуери), что и определило своеобразный гривно-ложбинный рельеф суглинистых равнин Тобол-Ишимского междуречья. На Ишимской равнине длина грив колеблется от 0,9 до 9 км, ширина от 0,1 до 1 км, высота достигает 10-12 м. В крайних южных районах - Казанском, Бердюжском и особенно Армизонском - преобладают озерно-котловинные формы рельефа,
С последней трети XX в. рельеф области сильно преобразуется хозяйственной деятельностью. Особенно это заметно на территории эксплуатируемых месторождений нефти и газа, в городах, промышленных зонах, вдоль «коридоров коммуникаций». Сформированы три класса форм антропогенного рельефа: линейно-транспортный (траншеи, выемки, кюветы, борозды, срезки рельефа, насыпи дорог, надтрубные и вдольтраншейные валы), карьерный (копани, сухоройные монокотлованы, карьеры гидроэкскавации) и нефтегазопромысловый (спланированные площадки, ямы, земляные амбары, отводные канавы). Установлено, что рубка леса, строительство дорог, утаптывание снега, отепление участков земной поверхности зданиями, нарушение склонов сильно активизируют термокарстовые, солифлюкционные и пучинные процессы. Они приобретают характер опасных для общества явлений, т. к. приводят к подтоплению территории (в массиве Тарманских болот, в городской черте г. Тюмень), порывам нефтепроводов, вспучиванию дорог. Значительно распространены сопутствующие формы рельефа, сформированные в результате воздействия на почвенно-растительный покров, подземные и поверхностные воды, тепловой режим грунтов. В мерзлотных районах происходят морозное пучение и растрескивание грунтов, термокарст, термогенные деформации. Существенно активизированы процессы, связанные с деятельностью поверхностных вод: затопление и подтопление поверхности, образование плывунов и водоносных горизонтов и т. п.
Тюменская область в геологическом отношении располагается в границах двух крупнейших геотектонических элементов — Арктического и Урало-Монгольского складчатых поясов. В первый входят Пайхойско-Новоземельская и Уральская складчатые системы, во второй - Западно-сибирская геосинеклиза, заполненная осадками мезозойско-кайнозойского возраста. Площадь горной части Тюменской области составляет 48,75 тыс. км2 (3,4%), а равнинной части -1386,5 тыс. км2 (96,6%).
На территории Тюменской области в границах Западно-сибирской нефтегазоносной провинции объединяются несколько одновозрастных бассейнов: палеозойский (PZ; неопротерозойнижний карбон), пермский (Р), триасовый (Т) и мезозойско-кайнозойский (MZ-K2) бассейны.
Палеозойский бассейн расположен в восточной части Западной Сибири. На востоке его границей является Енисейский кряж. Западная граница протягивается от широты устья р. Чулым на север и северо-запад до Новопортовской площади и далее на север, охватывая восточное побережье Обской губы и п-ов Гыданский. Наиболее полный разрез субгоризонтальных палеозойских пород вскрыт скважиной «Лемок-1» в среднем течении р. Сым. Толщина осадочного палеозойского чехла в бассейне достигает 5 км, и кровля его залегает под мезозойско-кайнозойскими породами на глубинах 1200-2000 м. Для бассейна характерно наличие солей в нижнем кембрии и, как следствие этого, появление соляных куполов. [2]
Пермский бассейн терригенными угленосными отложениями выходит на поверхность по северному крылу Пайхойской тектонической области. В пределах Байдарацкой губы они погружаются под мезозойско-кайнозойский чехол. На южном склоне Бованенковского вала в скважине 201 они перекрыты чехлом мезозойско-кайнозойских пород на глубине 3800 м. Их вскрытая толщина составляет более 400 м. Здесь они представлены терригенными песчано-глинистыми породами, в отдельных интервалах которых эффективная пористость достигает 28— 32%. Почти по всему вскрытому разрезу в керне отмечались проявления углеводородов в виде запаха конденсата. По данным широтного сейсмического профиля в Карском море, проведенного от Ленинградского месторождения до о-ва Вайгач, между консолидированным фундаментом и подошвой юрских отложений отмечается немая толща пород, условно сопоставляемая с пермскими отложениями. Толщина их предполагается равной 2-3 км. Возможно, пермские отложения имеются в Ляпинской мегавпадине.
Триасовый бассейн представлен отложениями, которые накапливались в различных условиях тектонического режима. Первый тип триасовых отложений песчано-алевритового состава (породы тампейской серии) накапливался в прибрежно-морских и континентальных фациях в северных районах Тюменской области в пределах ЯНАО, Карского моря и смежных территорий Красноярского края. Толщина этих отложений достигает 3-4 км. Тампейская серия согласно, без перерывов залегает на базальтах нижнего триаса (возможно - пермотрпаса). Второй тип триасовых отложений приурочен к зоне тектонической активизации окраинной части Западно-Сибирского бассейна в районе Ляпинского мегапрогиба, где мезозойско-кайнозойский разрез осадочного чехла бассейна по вертикальному разлому примыкает к складчатым комплексам Урала, показывая, что в сравнительно недавнем прошлом эти отложения залегали в пределах восточного склона Урала, а затем в результате подъёма последнего более чем на 1000-1200 м были размыты. Под юрскими отложениями залегают с угловым несогласием 4 комплекса пород, верхний из которых условно отнесён к триасу и 3 нижних - к перми. Все четыре комплекса образуют слабо развитый прогиб типа предгорного. Третий тип разреза триасовых отложений приурочен к различным корам выветривания, формировавшимся в раннем триасе и поздней иерми. По этим корам иногда развиты базальные песчаники, формировавшиеся за счёт сноса местных, в том числе базальтоидных, пород. Покрышкой для таких песчаников являются базальтовые лавовые покровы. На северо-западе Красноленинского свода на глубине 4 км под толщен базальтов вскрыты крупнозернистые граувакковые песчаники толщиной более 80 м. Характерно, что породы рыхлые и при подъёме из скважины рассыпаются в песок. Четвёртый тип разреза триаса приурочен к небольшим грабенам (типа Челябинского) с толщиной осадочного чехла до 3 км и более. Породы представлены базальтами с прослоями песчаников и глин, в которых были обнаружены небольшие притоки нефти.
Мезозойско-кайнозойский бассейн занимает площадь 3,4 млн. т. Северная часть его расположена в Карском море. Естественным ограничением бассейна являются линии выклинивания мезозойско-кайнозойских пород, которые совпадают с выходом на древнюю поверхность палеозойских образований Новой Земли, Вайгача, Пайхоя, Урала, Казахстана, Алтайских складчатых комплексов, Енисейского кряжа, Сибирской платформы и Таймыра. На северо-востоке, севере (между о-вом Новая Земля и п-овом Таймыр) и в Тургайском проливе мезозойско-кайнозойские породы Западно-Сибирского бассейна граничат со смежными одновозрастными бассейнами по Таймырско-Новоземельской системе валов и выступов, по юго-восточному склону Мессояхско-Балахнинского тектонического пояса и зоне наименьших глубин залегания фундамента между Казахстаном и Уралом в Тургайском проливе.
Равнинность территории также способствует большому распространению болот. При этом наибольшая заболоченность территории характерна для центральной части области, где выпадает наибольшее количество осадков. Здесь развиты выпуклые олиготрофные (сфагновые) болота, которые в среднем занимают до 40% территории. В пределах отдельных речных водосборов заболоченность может составлять 70-80% (реки Ляпин, Пим, Тромъеган, Аган). К северу от зоны олиготрофных болот расположены зоны крупнобугристых и плоскобугристых болот. Образование бугров связано с процессами морозного пучения сильно переувлажнённых грунтов. Между буграми находятся переувлажнённые ложбины. Заболоченность зоны бугристых болот составляет 25-20%. Поверхности здесь разбиты на полигоны, имеющие вид прямоугольников или шестиугольников с размерами сторон 20-25 м, иногда 5-15 м. Между собой полигоны разделены морозобойными трещинами, вдоль которых возвышаются невысокие валики из торфяного грунта. [14]
В пределах Тюменской области выделяются три крупных, этажно залегающих резервуара подземных вод.
Кайнозойско-меловой бассейн стока представлен преимущественно пресными водами. Эти воды являются единственным источником питьевого и хозяйственного водоснабжения за счёт / подземных вод в пределах территории области. Качество воды удовлетворительное, за исключением повышенной концентрации железа, которая отмечается практически повсеместно. Поэтому проблема обезжелезивания пресных подземных вод в Тюменской области весьма актуальна. В последние годы подземные воды всё шире используются на нефтепромыслах для закачки в продуктивные пласты (системы поддержания пластового давления), особенно в южных нефтеносных районах (Кальчинское и др. нефтяные месторождения).
Мезозойский гидрогеологический бассейн содержит соленые воды. Они широко используются при проектировании и '' эксплуатации систем поддержания пластового давления на промыслах. Ионно-солевой состав и минерализация подземных вод изменяются от солоноватых гидрокарбонатных кальциевых и натриевых в обрамлении бассейна до солёных хлоридных натриевых с минерализацией 15-20 г/л в погружённой части бассейна. На территории бассейна распространены нефтяные и газовые месторождения, перспектива открытия последних возрастает в северном направлении.
Палеозойский гидрогеологический бассейн изучен слабо, главным образом в окраинных частях мегабассейна, где сосредоточены солёные подземные воды (15—20 г/л) и слабые рассолы (30-50 г/л).