CC BY
327
В.Н. Пучков, В.И. Козлов
Институт геологии УНЦ РАН, Уфа
ОСОБЕННОСТИ ТЕКТОНИКИ ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ОБЛАСТИ
ч
Волго-Уральская нефтегазоносная область (ВУО) в структурном отношении представляет собой восточную часть Восточно-Европейской платформы и имеет естественные ограничения: на востоке это складчато-надви-говые структуры Урала, на севере - поднятие Тимана, на юге - резкий уступ, общий с северным бортом Прикаспийской впадины. Более условным является западное ограничение: граница ВУО здесь проводится по Кажимско-му инверсированному авлакогену и далее на соединение с северо-западным бортом Прикаспийской впадины.
Рис. 1. Схема структурного районирования ВУО по рифейскомму структурному этажу. 1 - области развития рифейских отложений, 2 - площади распространения рифей-ранневен-дских отложений, подвергшихся складчатости в позднем венде, 3 - границы: а - авлакогенов (1 - Камско-Бельский, 2 - Серноводско-Абдулинский, 3 - Кажимс-кий), б - Красноуфимско-го выгступа, в - сводов (4 -Прикамский, 5 - Татарский, 6 - Оренбургский) и складчатыгх структур; 4 - линия геологического разреза. Пе-рикратонныге опускания: 8 - Притиманское, 9 - Приуральское, 10 - Прикаспийское.
Кристаллический фундамент ВУО сложен архей-ран-непротерозойскими метаморфическими и магматическими образованиями, которые перекрыты практически не метаморфизованными отложениями рифея и палеозоя. Древность фундамента определяет принадлежность территории к кратону - относительно жесткому, холодному и стабильному участку литосферы повышенной мощности, с чем связаны определенные отличия его последующей истории. Окраина кратона пододвинута под Урал и, по данным сейсмопрофиля УРСЕЙС-95, прослеживается, по крайней мере, под осевую часть Магнитогорского
синклинория (Глубинное..., 2001). Это служит дополнительным подтверждением того, что восточное ограничение ВУО - деформационное и носит поздний, наложенный характер (Puchkov, 2002).
Районирование платформенных структур ВУО необходимо проводить с учетом крупнейших перестроек, которые здесь произошли в рифее, в позднем венде и палеозое. Для этой территории необходимы, по крайней мере, две схемы тектонического районирования (Рис. 1, 2), отражающие существенные различия структурных планов.
Осадочные отложения ВУО в самом первом приближении могут быть разделены на два мегакомплекса - рифей-ский и венд-фанерозойский. Граница между ними подчеркивается хорошо выфаженныш угловыш несогласием при-слонения (Рис. 3) и обусловлена существенными различиями в структурных планах соответствующих этажей (притом, что очертания венд-палеозойских структур почти в немалой мере унаследованы от рифейских, рис. 1, 2).
Рифейский мегакомплекс разделен на два комплекса четко выраженным стратиграфическим несогласием в основании среднего рифея (Рис. 4), нарастающим от западного склона Южного Урала (выпадение машакской свиты основания среднего рифея на западе Башкирского мегантиклинория). На этой широте в пределах ВУО базаль-ные для серафимовской серии среднего рифея песчаники тукаевской свиты (а местами в микрорифтах на Надеж-динской и Орьебашской разведочных площадях - надеж-динской свиты, см. рис. 4) залегают на различных толщах нижнего рифея (на углеродсодержащих алевролитах каба-ковской свиты - скв. 62 Кабаковская, на доломитах средней - скв. 4 Аслыкульская и нижней - скв. 20007 Сулинс-кая - частях разреза калтасинской свиты) и на породах кристаллического фундамента - скв. 11 Копей-Кубовская.
Рифейский мегакомплекс, мощностью 10 и более км, характеризуется наличием нескольких отражающих горизонтов (ОГ) при сейсмических исследованиях МОГТ. Наиболее четкими отражающими горизонтами являются кровля и подошва (III и 1Уп ОГ) преимущественно доломитовой калтасинской свиты раннего рифея; дополнительны-
Рис. 3. Сейсмогеологический разрез через Волго-Уральскую неф тегазоносную провинцию от Соль-Илецкого выступа до Коми Пермяцкого свода. Составил В.Н. Пучков (20036) по данныгм ОАО Башнефтегеофизика, Оренбурггазпром, Института Геологиии УНЦ РАН, КамнННКИГС и др.
научно-технический журнал
Георесурсы i (16) 2005
ми отражающими горизонтами здесь служат кровля и подошва средней, существенно терригенной, арланской под-свиты той же свиты (соответственно IVa и 1Ус ОГ). При геофизических исследованиях МОГТ ОГ IVc и IVn чаще называют соответственно кровлей и подошвой саузовс-кой подсвиты калтасинской свиты, мощность которой в ВУО колеблется от 1250 до 2700-3600 м (Козлов, 2003).
Образование рифейского мегакомплекса связано с процессами рифтогенеза в начале рифея. Дальнейшее развитие авлакогенных структур широтного и северо-западного простирания связано преимущественно с постумными опусканиями и образованием более широких осадочных бассейнов на месте рифта. Рифтовые процессы на территории современного Урала и Тимана повторялись в начале раннего, среднего и в конце позднего рифея и в раннем венде, где ярко проявился рифтовый вулканизм (айская, машакская, саблегорская свиты, дайковые рои, вулканиты Кваркушского и аршинские метавулкани-ты востока Башкирского мегантиклинориев). Позднери-фейско-ранневендское поднятие в конечном счете модифицировало очертания авлакогенов и сузило их, сократив верхние части их стратиграфического разреза; эрозия усугубилась ранневендской ледниковой экзарацией.
Развитие вендских надрифтовых бассейнов было прервано коллизионными процессами и образованием складчатой области тиманид (возрастных аналогов кадомид) в позднем венде, приведшим к структурной перестройке (Пучков, 2003). Изменение тектонической ситуации привело к драматическому изменению не только в структурном плане, но и в характере источников сноса терриген-ного материала и, как следствие, в изменении минерального состава и литологии осадков (Willner et al., 2001).
Вследствие уже указанных обстоятельств (прежде всего, по минералого-литологическим особенностям и благодаря ясно выраженному несогласию), основание поздне-вендского комплекса хорошо узнается в керне скважин и прекрасно отбивается на сейсмопрофилях в качестве отражающего горизонта II (Рис. 5). Поздневендский комплекс осадков положил начало формированию верхнего мегаком-плекса, образующего осадочный чехол платформы, sensu stricto. К северо-востоку, востоку (а возможно, и к югу), в сторону тиманско-кадомского складчатого пояса мощности поздневендского комплекса, играющего роль молассы, увеличиваются до 1500 и более метров. Наоборот, к западу верхневендские отложения полностью выклиниваются, отсутствуя на Татарском и Пугачевском сводах, в смежных прогибах и валах (Стратиграфические..., 2003).
Рис. 2. Схема структурного районирования ВУО по венд-палеозойскому структурному этажу. 1 - границы структур первого (а) и второго (б) порядка, 2 - складчатая область уралид. Структурыi: 1-Пре-дуральский краевой прогиб; 2 - борт Прикаспийской впа-диныг; 3-6- впадиныг: 3 - Верхнекамская, 4
- Мелекесская, 5 -Бузулукская, 6 - Сал-мыгшская; 7 - Бирс-кая седловина; 8-12
- сводыг: 8 - Верхнекамский, 9 - Коми-Пермяцкий, 10 - Пермско-Башкирский (а - Пермское, б - Башкирское поднятия), 11 - Татарский (а - Немское, б - Кукморское, в - Альметь-евское, г - Белебейское поднятия), 12 - Пугачевский, 13 - Вятский инверсионныш вал, 14 - Соль-Илецкий выгступ. Ост. усл. об. см. рис. 1.
Положение палеозойского бассейна на наиболее древнем, кратонном (AR-PRj) складчатом основании (в сравнении с расположенными севернее и южнее провинциями) обусловило относительную неполноту разреза и довольно малые мощности развитых в нем фанерозойских осадков, редко превышающие 2 км, с некоторым увеличением к востоку и югу (к Уралу и Прикаспийской впадине). Общий наклон подошвы фанерозойского чехла к югу прекрасно виден на субмеридиональном профиле I-I (Рис. 3).
Кембрийские осадки в регионе отсутствуют, а ордовикские и силурийско-нижнедевонские (доэмсские) пользуются ограниченным развитием, тяготея к его восточной и южной периферии и образуя переходы к значительно более полным разрезам этого возраста на западном склоне Урала и на окраине Прикаспийской впадины. Ордовикско-пражские отложения можно рассматривать как самостоятельный комплекс в пределах фанерозойско-го мегакомплекса ВУО.
Огромный перерыв в осадконакоплении, характерный для центральных частей провинции, мог обусловить в пред-девонское время создание мощных зон выветрелых и трещиноватых пород - потенциальных коллекторов.
Первым снизу, непрерывно прослеживаемым фане-
г0
Литолого-структурные комплексы (сейсмостратиграфически нерасчлененные полифациальные)
№ [сд гуп рак-нг1 [рд
~~¡R] I ¡ífcs] I Й
Возрастныге подразделения отложений осадочного чехла
□ЕШ Ш2ЕШЗ ^/4 луг 5
1 - переслаивание комплексов пороо терригенного и карбонатного состава; 2 - известняки ооломитизированные; 3 - комплексы терригенного состава; 4 - границы литолого-стратиг-рафических комплексов; 5 - то же, ооновременно опорные отражающие горизонты; 6 - скважины; 7 -разломы.
^ научно-техническим журнал
i (16) 2005 I еоресурсы
Рис. 4. Схема сейсмо-хроностратиграфической корреляции рифейских осадочных комплексов ВУО. Условным обозначения: 1-2 песчаники: 1 - кварцевым (а), полимик-товым (б), 2 - полевошпат-кварцевым (а), аркозовым (б); 3 - алевролитыг, 4 - аргил-литыг, 5 - известняки и их глинистым разности, 6 - доломитыг, 7 - мергели, 8 -строматолитыi. Стратиграфические подразделения: R2nd - надеждинская свита (алевролитыг, аргиллитыг, метавулканитыг основного состава). Ост. усл. об. - рис. 3.
розойским горизонтом на территории бассейна, является диахронный базальный горизонт девонских песчаников, который фиксируется на профилях ОГТ в качестве горизонта Д (Ардашева и др., 2003). На южной границе провинции происходит фациальное замещение эмсских песчаников известняками. То же наблюдается и на востоке, за формальной границей ВУО на западном склоне Южного Урала. Напомним, что шельфовые фации Южного Урала составляли неотъемлемую часть провинции вплоть до позднего палеозоя, когда они были деформированы и присоединены к структурам уралид.
С образованием базального горизонта девона начинает формироваться наиболее мощный и непрерывный комплекс осадков, включающий палеозой, а местами и мезо-кай-нозой. В целом комплекс представляет собой сочетание мелководных шельфовых карбонатных (доломитизированные известняки) и терригенных осадков. Наблюдаются переходы в лагунные и континентальные осадки; последние нередко образуют сложнейшие заполнения речных долин, выраженные в микросейсмофациях типа палеодельт и структур типа shoe-string или рукавооб-разных.
На детальных профилях ОГТ выделяются микросейсмофации рифовых массивов и межрифовых глубоководных впадин Камско-Кинельского типа (фран - турне) а также терригенные фации заполнения этих впадин (ранний визе). На профилях отражающие горизонты этих сейсмофаций выражены как локальные. Расположение впадин демонстрирует полную независимость от уральских структур, наложившихся позднее.
Помимо этого, однако, позднеживет-ско-раннефранский этап отличается
формированием «малых грабенов» типа Серафимовско-Чекмагушевского, Серге-евско-Демского и Тавтиманово-Уршакс-кого. Глубины этих впадин — первые десятки метров, однако, будучи впоследствии подчеркнуты пологими складчатыми деформациями близ-уральского простирания, они стали ловушками нефтяных месторождений.
Горизонтом, прослеживающимся в данном комплексе осадков практически на всей территории провинции, является тер-ригенная угленосная свита С1И, которая обычно маркируется на сейсмопрофилях как горизонт У. Впрочем, на части территории Башкирии эта свита отсутствует, замещаясь карбонатными осадками, вследствие удаленности от источника сноса тер-ригенного материала, располагавшегося далее к западу. Выше выделяются горизонты Б (В) и С3, отвечающие соответственно башкирскому ярусу и верхнему карбону. Терригенно-карбонатный комплекс венчается известняками ассельско-артинско-го возраста; кровля его маркируется отражающим горизонтом А, образованным вследствие смены литологии: появления эвапоритов и тер-ригенных осадков. На большей части территории эвапо-риты ограничены кунгурским ярусом, кровля которого отбивается по горизонту К, хотя в наиболее западных районах провинции распространение эвапоритов расширяется как вниз, так и вверх по разрезу.
Развитие мощных терригенных толщ начинается в поздней перми; источник сноса меняется так же кардинально, как и в позднем венде: западный источник сменяется восточным, уральским. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что появление терригенных осадков, образованных восточным источником сноса, сильно запаздывает по сравнению с началом орогенеза на Урале. Причина этого достаточно очевидна. В отличие от вендского орогена, уральский ороген образовал перед фронтом про-градирующего складчатого форланда глубоководный прогиб, непрерывно существовавший с фаменского до ар-
Рис. 5. Схема сейсмо-хроностратиграфической корреляции венд-палеозойских оса-дочныгх комплексов ВУО. Условным обозначения: 1 - песчаники, алевролитыг, сланцыг; 2 - карбонатыг; 3 - рифогенныге известняки; 4 - эвапоритыг (сулыфатыг и соли); 5 -эвапоритыг (сулыфатыг); 6 - битуминозным сланцыг, мергели, песчаники. См. рис. 3.
научно-технический журнал
2ft Георесурсы i (16) 2005
тинского времени включительно. Прогиб служил ловушкой для полимиктовых терригенных осадков уральского происхождения, и только после того как он был заполнен мощными кунгурскими эвапоритами, терригенный материал стал беспрепятственно поступать в ВУО.
Мезо-кайнозойские отложения не играют существенной роли в ВУО, и лишь на переходе к Прикаспийской впадине их мощности возрастают, появляются дополнительные отражающие горизонты.
Следует отметить, что напряжения сжатия, передававшиеся от орогенов на платформу, приводили к деформациям в ее пределах. В частности, с тиманско-кадомскими событиями, видимо, была связана Кабаковская положительная структура инверсии центральной части Камско-Бельского авлакогена (Рис. 2), а с образованием Урала — инверсия Кажимского авлакогена и наложенного Вятского грабена (образование Вятского вала) и формирование цепочек антиклиналей вдоль «малых грабенов», о которых говорилось выше. Не исключен очень поздний (древ-некиммерийский или альпийский) возраст Оренбургской складки; существенные проявления альпийского стресс-
режима и наличие субширотных нарушений устанавливаются на юге Урала и Приуралья.
Литература
Ардашева Т.С., Валиев Г.З., Беляева Т.В. Региональные геофизические исследования Башкортостана. Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана. ИГ УНЦ РАН. Уфа. 2003. т.1. 211-215.
Берзин Р., Сулейманов А.К., Пучков В.Н., Косарев М.А., Знаменский С.Е. и др. Глубинное строение и геодинамика Южного Урала (Проект Урсейс-95). Тверь: ГЕРС, 2001.
Пучков В.Н. Уралиды и Тиманиды, их структурные связи и место в геологической истории Урало-Монгольского складчатого пояса. Геология и геофизика, №1-2, 2003. 28-39.
Стратиграфические схемы рифейских и вендских отложений Волго-Уральской области. Объяснит. записка. МСК России. Уфа, 2000.
Puchkov V. Paleozoic evolution of the East European continental margin involved into the Urals. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Ed. by D. Brown, Ch. Juhlin, and V. Puchkov. AGU Geophysical Monograph Series, Vol. 132, 2002. 9-31.
Willner A.P., Ermolaeva T., Stroink L., Glasmacher U.A., Giese U., Puchkov V.N., Kozlov V.I. and Walter R. Contrasting provenance signals in Riphean and Vendian sandstones in the SW Urals (Russia): constraints for a change from passive to active continental margin conditions in the Neoproterozoic. Prec. Res., Vol. 110 (1-4). 2001. 215-239.
p- научно-технический журнал
i (16) 2005 I еоресурсы
