CC BY
102
Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева
Институт геологии УНЦ РАН, Уфа
ГЛАВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЮГО - ВОСТОКА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
Геологические и геофизические исследования, а также проведенное в большем объеме разведочное бурение на поиски углеводородов в последние годы на территории юго-востока Восточно-Европейской платформы показали широкое развитие надвиговых дислокаций. Их фронтальные части на всем протяжении осложнены линейными асимметричными антиклиналями - вместилищами нефти и газа. Анализ полученных и опубликованных материалов позволил нам в пределах Восточно-Европейской платформы (ВЕП) установить два типа тектоники. Один из них мы назвали сводово-купольной, а другой - прямолинейной дислоцированности. Первый тип характерен для западной части территории, второй — для восточной.
Сводово-купольная тектоника представлена на юго-востоке ВЕП серией сводов (Татарский, Токмовский, Котельнический, Пермско-Башкирский, Оренбургский, Жигулевский, Воронежский), возникших как отражение при-поднятостей кровли архей-протерозойского фундамента. Они разделены зонами понижений фундамента, осложненными надвиговыми дислокациями (Рис. 1).
Татарский свод сложен четырьмя вершинами: Клим-ковской, Немской, Кукморской и Альметьевской (Южной). Отчетливо надвиговое строение обнаружено бурением почти на всех крыльях Кукморской вершины, поперечником около 250 км. Падение сместителей надвигов ориентировано к центру вершины. В пределах Альметьевской вершины, поперечником около 200 км, ограничивая ее с юга, юго-востока и запада, также обнаруживаются системы надвиговых чешуй, сместители которых погружаются к центру вершины. Вдоль лобовых частей надвигов располагаются цепочки локальных асимметричных поднятий.
Материалы оренбургских геологов (Яхимович и др., 1996) подтверждают отчетливое надвиговое строение вокруг овала Оренбургского свода. Надвиги, как правило, погружаются к центру свода, вытянутого на 250 км в направлении с северо-запада на юго-восток. Подобное строение характерно и для Жигулевского свода. Его крылья на всем протяжении осложнены многочисленными надвигами, основные из которых падают к центру свода.
Надвиговое строение установлено бурением и геолого-геофизическими работами на западном, юго-западном и северо-восточном ограничениях Пермско-Башкирско-го свода, представленного в исследуемом районе Красно-ключевской и Краснокамской вершинами. Основные надвиги здесь также погружаются в сторону центров вершин.
Токмовский свод представлен несколькими вершинами, из них выделяются Казанская и Арзамасская. Первая представлена серией овальных надвигов, погружающихся к центру вершины. Лобовые части надвигов на всем протяжении вокруг вершины осложнены валами антиклинальных складок асимметричного профиля (крутые крылья обращены к лобовым частям воздымающихся сместителей).
На Воронежском массиве нами исследован восточный склон, представленный Доно-Медведицкими дислокациями, состоящими из нескольких (Арчединско-Донских, Коробковских, Жирновско-Линевских и др.) валов локальных асимметричных антиклиналей, прослеживаемых в субмеридиональном направлении во фронтальных частях надвигов, погружающихся к западу. Доно-Медведиц-кие дислокации на севере прослеживаются почти до Ат-карского «выступа» фундамента, имеющего размер около 80 км в поперечнике. По данным геолого-геофизических исследований он аллохтонно лежит посередине суб-широтно вытянутой Рязано-Саратовской впадины, между Пачелмской и Жигулевско-Пугачевской ее ваннами.
Таким образом, в пределах юго-востока ВЕП каждый свод состоит из нескольких куполов, представленных вершинными частями и обрамляющими их крыльями. Последние осложнены системами сближенных дугообразных надвигов, которые в Забайкалье известны как аркогенные (Данилович, 1963; Комаров и др., 1984; Сизых, Комаров, 1993). Механизм образования аркогенных надвигов на ВЕП хорошо согласуется с представлениями В.Н. Даниловича (1963), показавшего, что поднятия воздымались вверх с помощью надвигов, погружающихся под поднятие: «Разрывные смещения, сопровождающие подобные своды, разнообразны по своему типу, возрасту и масштабу. Среди них констатированы возрожденные древние разломы, окаймляющие... некоторые из выгибов, и нарушения, которые можно считать результатами развития сводов».
Полагаем, что процесс формирования вершин сводов фундамента облегчался появлением клиноформных структур, внутри которых происходило смятие пород с образованием поднятий. Последние в условиях тектонического сжатия приобретали форму овала, как результат возникновения эллипсоида деформации. Д.М. и Я.Д. Джавадовы показали, что в горных породах в процессе деформации возникают реактивные силы, ведущие к скалыванию и образованию трещин - скорлуп, располагающихся «параллельно круговым сечениям эллипсоида деформации» (Джавадовидр., 1973). Следовательно, аркогенные надвиги ВЕП возникали как дальнейшее развитие отчленяющихся от основного тела овала скорлуп в последовательности от периферии к центру (к вершине) в условиях действия тектонических напряжений горизонтального сжатия, распространявшегося со стороны окружающих платформу складчатых областей: Уральской - с востока и Кавказской -с юга. Как известно, это положение обосновывалось еще А.П. Карпинским (1919), а затем многими его последователями. Оно наилучшим образом объясняет строение горных форм, присущих сводово-купольному типу тектоники. Часть аркогенных надвигов, вероятно, наследовали поверхности древних сместителей, образованных еще в результате эволюции прежних геосинклинальных областей.
I-¡. |— научно-технический журнал
281 Георесурсы 2 (14) 2003
Периферийные надвиги более интенсивны по амплитуде, что можно наблюдать в районе развития Карлинс-ких, Прикамских, Байтуганских, Туймазинских и др. дислокаций, чем близкие к центру. Амплитуда смещения по приведенным аркогенным надвигам измеряется десятками-сотнями метров, что создает впечатление преимущественного субгоризонтального залегания слоев. Напомним, что амплитуда поднятия сводов и куполов (200-600м) также находится в пределах первых сотен метров.
Предполагаемые между куполами погружения в виде впадин на самом деле существуют на ВЕП редко. Соседние купола (вершины) сочленяются друг с другом также по аркогенным надвигам. Так, Немская вершина надвинута на Кукморскую и на отложения Пермско-Башкирс-кого свода; Кукморская вершина Татарского свода располагается на Альметьевской, а также на Казанской вершине Токмовского свода (на нее же с севера надвинуты Немская вершина Татарского свода, а с северо-востока Пер-мско-Башкирский свод); Альметьевская с севера перекрыта Кукморской вершиной, на западе же сама надвинута на юго-восточное крыло Казанской вершины Токмовского свода, а на востоке - на моноклинальный юго-восточный склон ВЕП; Жигулевский свод надвинут на Оренбургский, а на севере на Жигулевско-Пугачевскую впадину.
Однако, некоторые понижения между сводами занимают достаточно широкие пространства, чтобы уместилась нормальная отрицательная структура типа впадины. Таковыми являются Вятская и Сергиевско-Абдулинская. Эти отрицательные структуры отражены и пониже Рис. 1. Схема структуры юго-востока Восточно-Европейской платформы1. Составил Ю.В. Казанцев. 1 - надвиги (Кл - Климковский, Рн - Ронгинский, Шр -Шургинский, Ур — Уразлинский, ШС - Шихово-Сырь-янский, Ан - Андреевский, Крб-Карабаевский, СД -Сер-геевско-Демский, ТУ - Тавтиманово-Уршакский, Бк
- Бекетовский, СР - Серафимовско-Рятамакский, Бб- Белебеевский, ПИ -Петропавловско-Илькинс-кий, Сул - Сулинский, Ш - Шаранский, Б - Балаков-ский, Чс - Чесноковский, РМ - Радаевско-Малинов-ский, Як - Якушкинский, БТ - Байтуганский, Кнд-Кандызский, Бв - Бавлинский, Тм - Туймазинский, Дм - Дымкинский, Ж - Жигулевский, ЮЖ - ЮжноЖигулевский, Мх - Мухановский, БК - Больше-Ки-нельский, КЧ- Кинель-Черкасский, М-Могутовс-кий, Кул- Кулешовский, Чп - Чапаевский, Кр - Ка-ралыкский, Ир - Иргизский, ИК - Иргизско-Ка-меликский, Ош - Обшаровский, Бз - Безенчукс-кий,, Пв - Приволжский, Хв - Хворостянский, Пк
- Покровский, КП - Красно-Полянский, Клд -Колдыбанский, Пс - Пестравский), 2 - крупные сдвиги, 3-локальные поднятия во фронте надвигов , 4 - границы крупных структур. Своды: Котельнический (КТс), Жигулевский (Жс), Оренбургский (Ос). Вершины: Климковская (Кв), Немская (Нв), Кукморская (Кмв) и Альметьевская (Ав) Татарского свода, Краснокамская (Крв) и Красноключев-ская (Ккв) Пермско-Башкирского свода, Казанская (Кзв) Токмов-ского свода, Аткарский выс туп (Атв). Зоны линейных надвиговых дислокаций: Сергиевско-Абдулинская (СА) и Вятская (В).
ниями поверхности кристаллического фундамента. Вдоль простирания они осложнены линейными (преимущественно прямолинейными) разрывными дислокациями, сопровождаемыми валами антиклинальных складок.
Вятская впадина расположена в северной части Вол-го-Уральской области, линейно вытянутой в северо-восточном (близком к субмеридиональному) направлении на 500 км при ширине 40-100 км. С запада она граничит с Котельническим и Токмовским сводами, с востока - Клим-ковской, Немской и Кукморской вершинами Татарского свода. Кровля фундамента во впадине находится на глубине 3-4 км и повышается до 2 км на юге. Разрывные нарушения, особенно по границам зоны, четко выделяются гравитационными и магнитными ступенями и флексурами. Р.Н. Валеев отмечает по ним интенсивную милонитиза-цию пород. Бурением в Вятской впадине выделены Сы-сольский, Кобринский, Гавриловский, Шихово-Сырьянс-кий, Кукарский, Шургинский, Уржумский, Ронгинский и другие валы, связанные с надвигами. Протяженность их 120-180 км, высота 200-250 м. Валы состоят из локальных антиклиналей, ограниченных крутыми флекстурами. Углы наклона пермских пород в таких местах, по данным З.И. Бороздиной (1963), составляют 3-18° на фоне общего залегания пород под углами в первые десятки минут. Зоны с крутыми углами находят отражение в разломах фундамента под ними. Один из них, Шихово-Сырьянский, вскрыт в широтном пересечении через с. Сырьяны (Рис. 2).
■— научно-технический журнал щвчт^ш-1
2 (14) 7.ппЛ 29
с. Климовка
Рис. 2. Схемы структуры Вятской впадины и ее окружения, а также геологический разрез Шихово-Сырьянского вала по данным З.И. Бороздиной (1963) с дополнениями Ю.В. Казанцева: 1-границы положительных структур (I - Котельнический и IV - Токмовский своды, II - Клим-ковская, III - Немская и V - Кукморская вершины Татарского свода), 2 - надвиги, 3 - сдвиги, 4-кристаллические породы выступов фундамента, 5 - антиклинальные поднятия (1 - Шихово-Сырьянского, 2 - Кукарского, 3 - Шургинского, 4 - Ронгинского, 5 - Уразлинского, 6 - Уржумского валов). На профиле: 1 - песчаники, алевролиты, аргиллиты; 2 - известняки; 3- фундамент; 4 - стратиграфические границы; 5 - надвиги (ШС - Шихово-Сырьянский, Кл - Климковский).
Зона разлома пересечена скважиной на глубине около 1880 м. Сместигель наклонен на запад под углом 45° (следовательно, это надвиг), а выше выкручивается. Во фронте надвига породы палеозоя смяты в антиклиналь с более крутым восточным (принадвиговым) крылом.
Сергиевско-Абдулинская впадина вытянута в субширотном направлении более чем на 500 км, имея ширину 50-200 км. По кровле фундамента она погружена на глубину 3-5,5 км. В ее пределах по фундаменту выделяются многочисленные гравитационные и магнитные аномалии с четкими ступенями, совпадающими с флекстурами осадочного чехла, амплитуда которых по высоте составляет 100-400 м. В плане прослеживаются продольными полосами вдоль простирания впадины. Бурение в таких местах обнаруживает разрывные нарушения, по форме отвечающие надвигам. На западе, где впадина сужается, в ней выделяются узкие в плане тектонические чешуи, длиной 50-150 км каждая: Аль-кеевская, Елховский, Сургутский, Екатериновская и др.
Прямолинейная тектоника ВЕП отражена системой преимущественно субмеридиональных дислокаций разрывного типа, представленных так называемыми «грабенообраз-ными» прогибами, чередующимися с «горстовидными» поднятиями. Из них показательны Сергеевсиэ-Демская, Тав-тиманово-Уршакская, Бекетовская, Кабановская, Кармас-калинская, Загорская, Аскаровская, Петропавловско-Иль-кинская и др., трассирующиеся на 200 - 230 км. Вдоль их восточных крыльев цепочкой располагаются морфологически однотипные локальные антиклинальные складки, отображающиеся с некоторы- Татарский свод ми смещениями во всех ¡д/^ Кукморская втпшна Южная вершина
слояхпалеозояотдевонадо 0" перми включительно. С этими структурами связа- ^ ны залежи нефти, локализующиеся в основном в песчаных и карбонатных пла- 10.
стах среднег°-верхнег° де- рис Геологический разрез Волго-Уральской области по меридиану Елабуга-Альметьевск-Бугуруслан-Бузулук-вона и нижнего карбона. Уральск: 1 - осадки чехла, 2 - фундамент, 3 - стратиграфические границы, 4 - надвиги, 5 - скважины.
Как установлено, перечисленные прямолинейные дислокации являются надвигами, одни из которых осложняют пологозалегаю-щие толщи палеозоя, другие же преобразуют рифейские грабено-вые щели в новые структурные элементы в условиях создавшегося в палеозое горизонтального сжатия. Для примера нами рассмотрено строение Сергеевско-Демского надвига на участке Са-таевского поднятия (Казанцев, Казанцева, 1981). Здесь отчетливо устанавливается наклон оси складки на восток, и точно также наклонена плоскость сместителя надвига, формирующего эти складки. Аналогичное надвиговое нарушение характерно для Тавти-маново-Уршакской дислокации.
Появление такого типа тектоники связано с развитием ее на склоне фундамента ВЕП, приближенной к зоне сопряжения с Уралом. От Предуральского прогиба эту территорию отличает менее сложная дислоцированность с разреженными прямолинейными дизъюнктивами, осложненными антиклинальными складками. Характерной особенностью этой тектоники является распространение клиновидных структур, созданных в результате осложнения фронтальных частей надвиговых чешуй дислокациями встречного падения. Плоскости их сместителей чаще имеют небольшую амплитуду смещения, измеряемую десятками-первыми сотнями метров. Очевидно, это обычные трещины коробления, формирующиеся в процессе смятия пород при латеральном движении горных масс по поверхности основного надвига.
Наличие двух своеобразных типов тектоники на юго-востоке ВЕП обусловлено, вероятно, разным строением и особенностями консолидации кристаллического фундамента. В приближенных к Уралу районах в докембрии он был нарушен системой континентальных рифтов, преобразованных в палеозое в условиях тангенциального сжатия в надвиги. Хорошо выраженные гранито-гнейсовые купола центральных частей платформ, возникшие в соответствующие орогенные этапы развития соседних складчатых областей, предопределили здесь купольную тектонику (Рис. 3).
Преемственность в тектонике прямолинейной дисло-цированности с уральскими чертами обязана воздействию этой складчатой области в палеозое на сопредельные районы платформы.
Оренбургский свод Прикаспийская
котловина Ю
\
СП 1 СП 2 [23 4 Е13Ш5
□ Р □ D □ R-v □ С □ v
гр-ч
|— научно-технический журнал
301 Георесурсы 2 (14) 2003
Научная конференция учащихся
им. Н.И. Лобачевского
Для участия в конференции приглашаются учащиеся 9-11-х классов школ, лицеев, гимназий и профессионально-технических училищ.
Организаторы Казанский государственный университет, Управление образования Министерства образования РТ.
казанский государственный университет
Научная программа конференции
Секции: Алгебра, Геометрия, Алгебра и начала анализа, Программные разработки, Прикладные информационные технологии, Прикладная математика, Теоретическая физика, Экспериментальная физика, Физика Земли, Астрономия и космическая физика, Химия, Биохимия и физиология растений, Физиология человека и животных, Микробиология, Вале-ология, Менеджмент, Правоведение, Отечественная история до ХХ века, Современная отечественная история, Всеобщая история, История науки (к 200-летию КГУ), Геология, Археология и этнография, Экономика, Экология, Физическая география, Экономическая география, Философия, Психология, Социология, Теория журналистики и творческие работы, Русская литература до XX века, Русская литература XX века, Зарубежная литература, История Татарстана, История татарского народа, Татарская литература, Краеведение (к 1000-летию Казани), Английский язык, Лингвистические аспекты: Татарского языка, Русского языка, Английского языка, Немецкого языка, Французского языка.
Прием заявок, исследовательских работ, тезисов 15 января -15 февраля 14.00 -17.00, к. 209 физфакКГУ
Адрес оргкомитета: Казань, Кремлевская 18, ком. 209. Физический факультет КГУ Тел. 315490.
Почтовый адрес: 420111, Татарстан, Казань, а/я514, Оргкомитет конференции учащихся им. Н.И. Лобачевского.
Координатор оргкомитета: Калачева Наталья Вячеславовна, тел. 31-54-90.
Иногда наблюдается «просвечивание» одного типа тектоники в зоне развития второго.
Здесь известны и своеобразные кустовые дислокации, описанные нами ранее (Казанцев и др., 1997). Они представляют собой вид куста с единым мощным субвертикальным, либо круто наклоненным разломом, выступающим как остов, от которого отходят на десятки и сотни метров разно ориентированные трещины и сколы. Эта зона деформаций уходит на глубину вплоть до фундамента, однако в чехле выше венда не прослеживается. Деформации выражены изменением наклона слоистости, смятием пластов в складки и другими признаками.
Существующее несоответствие погоризонтных планов обязано не только широкому развитию надвиговых дислокаций, но и многоактности процессов надвигания, в связи с чем оно происходит значительно чаще, чем предполагалось. Поскольку данный тезис не учитывался раньше нефтяной геологией, возникла необходимость в переоценке перспективности на нефть и газ районов, считающихся «отработанными». Установление генетической связи и взаимообусловленности складчатых дислокаций от надвиговых заставляет принять более эффективную методику поисков залежей нефти и газа, заключающуюся в обнаружении вначале надвигов, а затем расположенных вдоль их фронта антиклинальных складок - потенциальных ловушек углеводородов.
Литература
Бороздина З.И. Новые данные о тектонике территории Кировской области и Удмуртской АССР в связи с ее нефтеносностью. Сов. геология. № 1. 1963. 97-109.
Данилович В.Н. Аркогенный тип надвигов. Геол. и геофиз. №2. 1963. 3-11.
Джавадов Д.М., Джавадов Я.Д. О некоторых явлениях, происходящих во взаимодействующих телах. Баку. Азернешр. 1973.
Казанцев Ю.В., Казанцева Т.Т. О происхождении «грабенооб-разных» структур на юго-востоке Восточно-Европейской платформы. Докл. АН СССР. т. 257. № 1. 1981. 186-190.
Казанцев Ю.В., Казанцева Т.Т., Загребина А.И. Клинодислока-ции сжатия на юго-восточном склоне Восточно-европейской платформы. Докл. РАН. т. 353. № 4. 1997. 516-522.
Карпинский А.П. К тектонике Европейской России Изв. РАН. 1919. 573-590.
Комаров Ю.В., Копылов Э.Н., Белоголовкин А.А., Петров П.А., Рудых Н.В. Байкальский мегасвод (структура, магматизм, металлогения). Новосибирск. Наука. 1984.
Сизых В.И., Комаров Ю.В. Структура и эволюция Олекминс-кого мегасвода. Геотектоника. № 4. 1993. 46-54.
Яхимович Н.Н., Денцкевич И.А., Кутеев Ю.М. Основные направления, перспективы и задачи геологоразведочных работ на нефть и газ в Оренбургской области. Отечеств. геология. № 6. 1996. 21-27.
Тамара Тимофеевна Казанцева
д.г.-м.н., академик АН РБ, специалист в области тектоники (теоретическая тектоника).
Юрий Васильевич Казанцев
д.г.-м.н., член-корр. АН РБ, специалист в области структурной геологии и нефтегазоносности.
■— научно-технический журнал
2 (14) 2003 I еоресурсы
