CC BY
22
ПРОБЛЕМЫ, ПОИСКИ, РЕШЕНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБЩЕЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ К 20-ЛЕТИЮ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
В статье представлены результаты исследований ученых научного совета «Общая и теоретическая геология» (куратор академик АН РБ Т.Т. Казанцева) Отделения наук о Земле и природных ресурсов.
Научные исследования осуществлялись на основе государственных научно-технических программ: «Познание, освоение и сбережение недр земли Башкортостана»; «Полезные ископаемые Башкортостана, геология и генезис»; «Геология нефти и газа Башкортостана. Концепция перспектив»; «Рудные и нерудные полезные ископаемые Башкортостана. Генетические модели»; «Уникальные геологические памятники природы Башкортостана»; «Проблемы геофизики, гидрогеологии и инженерной геологии»; «Структурная геология как основа прогноза нефтегазоносности Республики Башкортостан»; «Новая теоретическая база поисков полезных ископаемых»; «Вопросы происхождения рудоносных формаций Магнитогорского мегасинклинория на основе изучения химизма вулканитов»; «Геодинамическая, магматическая и минералогическая основа поисков коренных алмазов Республики Башкортостан»; «Твердые полезные ископаемые востока Башкортостана: оценка, прогнозы»; «Геология, нефтегазовый комплекс и экология Республики Башкортостан»; «Инновационные технологии, используемые при проведении геологоразведочных работ, добыче, переработке полезных ископаемых в Республике Башкортостан» и др.
Результаты работ по перечисленным программам ежегодно освещались в печати как отдельными изданиями, так и в издаваемом с 1997 г. журнале «Геология. Известия Отделения наук о Земле и экологии».
В области нефтяной геологии учеными Отделения с новых теоретических позиций выделены основные направления, намечены первоочередные объекты и рекомендована более эффективная методика поисков на
и
КАЗАНЦЕВА Тамара Тимофеевна,
академик АН РБ
нефть и газ на территории Башкортостана. Предлагаются новые нефтегазоносные объекты - рифейско-вендские толщи, терригенные и карбонатные девонские и каменноугольные образования старых отработанных месторождений, пропущенные при разведке и эксплуатации. Детально изучаются шельфовые и суб-шельфовые разности палеозоя, располагающиеся под надвигами аллохтонов Кракинско-го, Сакмарского и Уфимского амфитеатров, палеозойские породы Симской мульды, карбонатные нижнепермские осадки ВосточноЕвропейской платформы, палеозойские субплатформенные отложения Магнитогорской мегасинформы и Зилаирского синклинория (М.А. Камалетдинов, Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, В.И. Козлов, Д.В. Постников).
• Сейсморазведочными исследованиями в Сакмаро-Икском междуречье обнаружено, что картируемые сверху чешуйчато-надвиговые дислокации на глубине 3-4^ км ограничены единой поверхностью срыва, ниже которой выделяется новый ярус чешуй, также сопровождаемый фронтальными антиклинальными складками - потенциальными ловушками углеводородов (Ю.В. Казанцев).
Симская мульда. Геологический разрез у д. Сим. Экспедиция 2005 г.
• Выделены основные направления и первоочередные участки поисково-разведочных работ на нефть и газ на северо-востоке Башкортостана (Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, А.И. Загребина, С.А. Газизова) (рис. I).
• Проведенный сравнительный анализ геологического строения Восточно-Европейской и Сибирской платформ (в пределах последней открыто супергигантское месторождение нефти с запасами 1-2 млрд т в рифейских отложениях) позволил ученым Отделения (М.А. Ка-малетдинов и др.) установить большое сходство в строении и геологической истории названных платформ. В результате сделан вывод о высокой перспективности венд-рифей-ских отложений в Башкортостане.
• Доказано, что рифейские отложения обладают хорошими коллекторскими свойствами с удовлетворительными показателями пористости и проницаемости. Здесь присутствуют горизонты, насыщенные минерализованной водой (иногда с растворенным газом). В породах рифея установлены зоны повышенной трещи-новатости, есть кавернозные разности - все эти признаки характеризуют толщи рифея как перспективные на нефте- и газообразования. Наибольшими перспективами обладают отло-
жения среднего и верхнего рифея (В.А. Романов, М.В. Ишерская).
• Составлены карты изопахит и структурные карты для каждой свиты среднего и верхнего рифея, на которых выделены перспективные на поиски углеводородов участки (В.А. Романов и др.).
• Выявлена и во многом решена крупная проблема, влияющая на ход геологоразведочных работ в Республике Башкортостан - проблема несоответствия структурных планов нижнего и верхнего этажей осадочной толщи. Она объясняется надвиговым строением, когда свод принадвиговой структуры с глубиной закономерно смещается в сторону падения сместителя, а также присутствием нескольких клинодислокаций в лобовых частях надвигов, вложенных друг в друга. В результате складчатые деформации, охватывающие верхнепалеозойские образования верхних клинодис-локаций, будут иметь свой структурный рисунок, отличающийся от средних и тем более нижних клиноформ, сложенных средне- и нижнепалеозойскими породами (Ю.В. Казанцев).
• Завершена рукопись монографии «История нефтегазовой геологии Башкортостана», в которой показана всеобъемлющая роль на-
Рис. I. Структурная карта южной части Юрюзано-Сылвинской впадины Предуралья.
Составил Ю.В. Казанцев
1 - стратиграфические границы; 2 - надвиги, пунктиром показаны надвиги нижнего яруса структур (Тс - Тастубский, Мт - Метелинский, МВ - Метелинский Встречный, Ал - Алегазовский, Ян - Яныбаев-ский, ЯВ - Яныбаевский Встречный, М - Муслюмовский, ТЕ - Таймеевско-Емашинский, Мч - Мечетлин-ский, Мс - Месягутовский, Юк - Юкаликулевский, Арт - Артинский, Кн - Казанский, ВК - Верхнекигин-ский, АпВ - Апутовский Верхний, Кс -Кисеикский, АпГ - Апутовский Глубинный, Сс - Сосновский, Ид -Идрисовский, Кр - Карантауский и др.; 3 - сдвиги; 4 - тектонические брекчии Сулеинского надвига; 5 -линии геологических разрезов и сейсмических профилей (Ill-Ill - 129226; IV-IV - 129237, 129239; V-V -129229; VI-VI - 129241); 6 - поднятия, подготовленные сейсморазведкой для поисково-разведочного бурения; 7 - предполагаемые поднятия
уки в определении стратегии и тактики нефте-газопоисковых работ, приведших к открытию многочисленных нефтяных и газовых место-
рождений и превративших Башкортостан в важный нефтедобывающий регион страны (К.К. Тимергазин, А.К. Тимергазина).
В области рудной геологии учеными Отделения установлено, что для концентрации металла из рассеянного состояния в рудную залежь (как и в случае с нефтью) необходимы: источник металла - материнская порода, обогащенная рудным веществом; механическая энергия, обеспечивающая движение ал-лохтонных пластин, в которых формируются трещиноватые коллекторы и структурные ловушки для рудных скоплений. Рудообразова-ние генетически связано с деформационными этапами тектонических циклов Уральской складчатой области. Залежи руд сингенетич-ны с надвиговыми дислокациями, а процессы рудообразования проявляются наиболее полно в эпохи складчатости (Т.Т. Казанцева).
• Выделен Восточно-Башкирский золотоносный надвиговый пояс, и показаны его аналоги с важнейшими золоторудными поясами Земли. Обоснована ведущая роль надвигов и сдвигов в размещении золотого оруденения, разработаны принципы выделения золоторудных полей. Предложены новые перспективные участки для поисков коренного и россыпного золота в Зауралье (И.С. Вахромеев).
• Разработана и апробирована на эффективность методика обнаружения рудных объектов гидротермального генезиса колчеданных и золото-сульфидных месторождений. Проведение по этой методике площадных исследований показало, что перспективы золото-сульфидных месторождений далеко не исчерпаны в Башкирском Зауралье (А.С. Бобохов ).
• Выявлены предпосылки для нахождения месторождений алмазов в Башкортостане, связанных с образованием шарьяжно-надвиговых комплексов Башкирского антиклинория и зоны Уралтау, особенно в полосе развития максю-товского метаморфического комплекса (М.А. Камалетдинов, Д.В. Постников, Ю.В. Казанцев).
• Доказано, что большинство медных месторождений связано с положительными структурами, вытянутыми вдоль надвигов (рис. 2). Эта закономерность позволяет предусмотреть как направления, так и конкретные объекты поиска залежей. Последними являются фронтальные части всех выделенных надвигов. Благодаря шарьяжно-надвиговым структурам Урала, рудные горизонты могут повторяться в разрезах неоднократно. В результате резко возрастают перспективы рудоносности Урала (Т.Т. Казанцева, Ю.В. Казанцев).
Рис. 2. Схема структуры Магнитогорской мега-синформы. По Т.Т. Казанцевой, Ю.В. Казанцеву:
I - геологические границы; 2 - несогласные границы стратиграфических комплексов; 3 - надвиги установленные (а) и предполагаемые (б); 4 - границы тектонических пластин; S - границы тектонических покровов; 6 - зоны меланжа и гиперба-зитов; 7 - антиклинальные структуры; 8 - сдвиги
• В зоне Главного Уральского разлома (надвига) выявлены два неизвестных ранее геохимических типа платиноидной минерализации в хромитах: 1) серебряно-платино-палладиевый и 2) комплексный рутений-осмий-иридий-платино-палладиевый. Оба типа оруденения относятся к числу перспективных на поиски промышленных платиноидов. Обнаружено хромитовое ру-допроявление с промышленным содержанием платины, палладия и серебра (С.Е. Знаменский, В.И. Сначев, С.Г. Ковалев, С.А. Даниленко).
• Впервые на Южном Урале выделены и изучены акритархи из нижнеордовикских отложений на р. Алимбет (левый приток р. Урал) и колнабукского горизонта (верховье р. Белой). Анализ всех имеющихся биостратиграфических и геологических данных привел к заключению, что существующая схема стратиграфии нижнего ордовика Урала нуждается в пересмотре. В качестве региональных горизонтов следует выделять не кидрясовский и колнабукский, а алимбетовский и акбулакский (Е.В. Чибрикова).
• Реконструированы первично-магматические концентрации меди и цинка в вулканогенных породах Бурибайского рудного района. Руды Учалинского, Ново-Учалинского и Подольского месторождений характеризуются высоким и очень высоким уровнями концентрации мышь-
яка. Совместно с мышьяком постоянно присутствует сурьма, средние содержания которой в различных промышленных сортах руд обычно на порядок и более ниже по сравнению с мышьяком. Руды Учалинского и Ново-Учалинского месторождений также сильно заражены ртутью. Они разделены на 3 группы: с низким (до 10 г/т), средним (10-20 г/т) и высоким (свыше 20 г/т) уровнями концентрации ртути (И.Б. Серавкин, A.M. Косарев, С.Е. Знаменский).
• Установлено, что углеродистые сланцы могут выступать как источники рудного вещества и служить эффективным осадителем золота в черносланцевых толщах, что может быть использовано для более эффективного проведения прогнозно-поисковых работ на рудные полезные ископаемые в углеродистых формациях зоны Уралтау (В.И. Сначев).
• Показано, что в Республике Башкортостан есть все геолого-экономические предпосылки для развития малого горного бизнеса на базе небольших по запасам месторождений различных видов минерального сырья (Д.Н. Салихов).
В области экологических, геофизических, инженерных, гидрогеологических наук учеными АН РБ установлено, что природа тепловых аномалий г. Янгантау механическая (рис. 3, 4).
Рис. 3. Сложные дислокации на пересечении Юрюзанского сдвига и Месягутовского надвига у д. Ахуново Салаватского района Башкортостана
В
Рис. 4. Катаклазированные породы пермского возраста:
А - у д. Чулпан, Б - на тракте Чулпан-Месягутово, В - вдоль Янгантауского надвига
• Согласно расчетам, для создания температурной обстановки, идентичной современной, достаточно смещение тектонического тела по надвигу, которое осуществляется со скоростью 2 см в год. При прекращении этих движений температура падает до 101 К/год (Р.И. Нигматулин, Т.Т. Казанцева, М.А. Камалет-динов, Ю.В. Казанцев, А.С. Бобохов).
Проблема окружающей среды, связанная с хозяйственной деятельностью, стала одной из острейших для человечества, в т.ч. и в Республике Башкортостан. Позитивным моментом в деле сохранения природы стало изменение официальной политики как в России, так и в Башкортостане. Руководство республики дало распоряжение о подготовке предложений
по развитию имеющейся сети охраняемых территорий — заповедников, национальных и природных парков, заказников и многочисленных памятников природы, являющихся эталонными не только для России, но и для всего мира. Природные геологические объекты Башкортостана, нуждающиеся в непременной охране, представляют собой не столько эстетический, сколько мировой научный интерес (Казанцева Т.Т.).
• Составлен и опубликован Кадастр геологических памятников природы Республики Башкортостан, разработана их типизация и классификация (Э.З. Гареев).
• Проведено сейсмотектоническое картирование территории Башкортостана. Составлена и передана в Госстрой РБ карта природного сейсмического риска (Ю.В. Казанцев и др.) (рис. S).
• Обнаружено, что сдвиговые деформации под давлением приводят не только к структурным изменениям в ферромагнитных зернах, но и к минералогическим. Малая сдвиговая деформация под высоким давлением и большая деформация под малым давлением приводят к одинаковым минералогическим изменениям железистых кварцитов (В.И. Максимочкин, С.С. Абсалямов).
• Объяснена физическая природа принципа самоподобия сейсмического процесса. Дано обоснование корректности наблюдений за сейсмической эмиссией. Введено новое определение очага землетрясения, области подготовки очага (Я.Н. Хамидул-лин).
• Обнаружена современная активность ал-лохтонных структур восточного склона Урала, выразившаяся в различии направлений намагниченности плейстоценовых пород (РА. Мини-баев, Р.М. Сулутдинов, А.П. Черников, Ш.А. Мустафин, Р.К. Шакуров, К.Н. Данукалов).
• Составлен водохозяйственный баланс по Стерлитамакско-Салаватскому промышленному узлу на основании использования водных ресурсов. Материалы переданы в МЧС РБ, Управление Башгидромета и Бельское бассейновое управление (А.М. Гареев).
• Оценена экономическая эффективность применения геохимических технологий для утилизации серпентинитовых отходов горнообогатительных предприятий, а также промышленных кислотных и щелочных отходов. Показано, что создание цеха или малого пред-
приятия, использующего разработанные технологии, может окупиться за шесть месяцев (Б.А. Шкуропат, В.А. Борисова, Л.В. Губеева). Как отметил начальник Управления по недропользованию РБ РА. Хамитов, эта разработка в республике внедрена и имеет большое практическое значение.
Во втором десятилетии деятельности Академии наук Республики Башкортостан в Отделении наук о Земле развивались новые научные направления: «Шарьяжно-надвиговая тектоника и формирование земной коры Урала», «Структурная геология и перспективы нефтегазоносности Башкортостана», «Структурный фактор в теоретической геологии» и др.
Результаты работы по первым двум направлениям опубликованы в крупных монографиях: «Шарьяжно-надвиговая тектоника литосферы» (м.А. Камалетдинов, Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, Д.В. Постников. М.: Наука, 1991), «Структурная геология Магнитогорского синклинория Южного Урала» (Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, М.А. Камалетдинов, П.В. Аржавитин, М.Ю. Аржавитина и др. М.: Наука, 1992), «Структурная геология северо-востока Башкортостана» (Ю.В. Казанцев, Т.Т. Ка-занцева,А.И. Загребина, С.А. Газизова. Уфа. 1999), «Структурная геология юго-востока Восточно-Европейской платформы» (Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева. Уфа: Гилем, 2001), а также в двадцати самостоятельных изданиях и во многих центральных и ВАКовских журналах.
Некоторые основные результаты по данным направлениям:
• Разработана методика картирования дислокаций горизонтального сжатия, базирующаяся на важнейших закономерностях развития платформенных и складчатых областей.
• Особенности строения и происхождения разноориентированных дислокаций ВосточноЕвропейской платформы позволили выделить здесь два типа надвиговой тектоники: сводо-во-купольной и прямолинейной дислоцирован-ности (рис. 6).
• Выявлены участки «просвечивания» одного типа тектоники в зоне развития второго, наиболее благоприятные для обнаружения новых залежей углеводородов. Установлена надвиговая природа ряда палеозойских валов на юго-восточном склоне (Каменноложского, Сергеевско-Демского, Тавтиманово-Уршакско-го, Куганакского и др.). Выявлены новые дизьюнктивные структуры горизонтального
|ТИыШЛм\
НЕФТЕКАМСК
АСКК1М1Т
КвЯСНОХШмСКНЙ
КДРДИДЕ
Актаныш
Дюртюли
Еирск
ЛРйСНЫ
, Шарли
Иглино,
Иижцм!
ИМАЗЫ1
Чкшс.ы
I № /
. Каидрьхулй т 5
Ъ? ш
бУЭОбвЯЗЫ
^ » Й 3
•МЕИЕЕВО
'КйДснсмсольск!-
Ш Л/ 1111 ! , I
ЩМЖШМ,
Салавят
и Федсрпйка
Рис. S. Сейсмотектоническая карта Башкортостана. Составил Ю.В. Казанцев Вестник Академии наук РБ. 2011. Том 16, № 3
Рис. 6. Схема структуры Кукморской (Кв) и Аль-метьевской (Ав) вершин Татарского свода Восточно-Европейской платформы. По Ю.В. Казанцеву, Т.Т. Казанцевой
сжатия, названные кустовыми дислокациями и клинодислокациями, сформировавшиеся в надвиговых зонах в условиях бокового давления в палеозойских толщах (рис. 7).
• Основные закономерности геологии передовых прогибов Восточно-Европейской платформы определены на основе сравнительного формационного и структурного анализов Предуралья, Прикаспия, Каракулевско-Смушковских дислокаций, Преддонецкого прогиба, Предкавказья, Предкрымской и Преддобруджской депрессий, Предкарпатья (рис. 8).
• Структурная геология перечисленных регионов характеризуется пластинчато-надвиго-вым строением. Надвигание происходит со стороны складчатой области к платформе. Встречно направленные падения надвигов образуют клиновидные структуры, которые чаще свойственны молодым передовым прогибам. Степень дислоцированности толщ возрастает от краевой к предгорной зоне, где большим развитием пользуются и сдвиги. Распространявшийся на край платформы режим тектонического сжатия обусловливал не только создание современной структуры депрессий, но и способствовал заполнению их определенными типами осадков, включающих закономерно сменяющийся по латерали ряд: рифовая - депрессионная - флишевая формации. Выше разрез наращивается сульфат-
121 187 305
Рис. 7. Неизвестные ранее дислокации Восточно-Европейской платформы:
А - кустовые, Б - клиновидные. По Ю.В. Казанцеву
Рис. 8. Экспедиция на Карпаты. Сравните, карпатья. Начало 1990-х годов
но-галогенными толщами, которые в свою очередь перекрываются красноцветной молас-сой. Наблюдается закономерное наступление во времени фаций предгорных прогибов в сторону платформы, детально описанное в Пред-уралье (рис. 9).
• При тектоническом районировании предгорных прогибов рекомендовано учитывать не только структурную геологию, но и формаци-онный состав. В этом плане предложено выделять три структурно-формационные зоны: краевую (внешнюю), соседствующую с областью сопредельной платформы, предгорную (внутреннюю), пограничную со складчатой областью, центральную (срединную), распо-
ный анализ геологии Предуралья и Предлагающуюся между двумя первыми. За всей депрессией, находящейся между платформой и складчатой областью, следует сохранить название передовой прогиб.
• Структурное сочленение Предуралья с Прикаспием и далее к западу с Преддонбас-ским прогибом обосновано данными геофизики, структурными и формационными материалами. Наиболее активная в палеозое складчатая зона восточного склона Урала, которую раньше называли эвгеосинклиналью, направляется на восток, к Тянь-Шаню. Вероятно, Главный гипербазитовый пояс Урала обнажается к югу в области Султан-Уиздага, где также развит типичный серпентинитовый меланж
Рис. 9. Тектоно-фациальный профиль Юрюзано-Сылвинской впадины Предуралья на широте г. Кунгура. Миграция рифовых массивов с востока на запад по мере омоложения возраста от позднего карбона (С3) к артинскому ярусу нижней перми (Рта)
ТУАУМБАСОВСКИЙ №№¡0"» ВЫДР™
3 ШЛИ
уральского типа. Предполагается, что центральные зоны Южного Урала, сложенные до-кембрийско-палеозойскими образованиями, в виде аллохтонных структур погребены под Кавказским орогеном.
• Обоснован комплексный механизм зарождения и развития соляной тектоники, основой которого является структурный (тектонический) фактор, а гравитационный им обусловлен.
• Выявлена синформность Магнитогорского синклинория (рис. 10).
Показан надвиговый стиль его тектоники. Выделены и описаны многие надвиговые, над-вигово-складчатые и надвигово-сдвиговые дислокации. Дана их характеристика. На фактологической и теоретической основах шарь-яжно-надвигового направления в геологии составлены новые геологическая (1:200000 масштаба) и тектоническая карты Магнитогорского синклинория. Установление аллохтонно-син-формного строения восточного склона Южного Урала расширяет перспективы его рудонос-ности: рудные залежи могут располагаться ярусами на различной глубине, приспосабливаясь к многочисленным надвиговым дислокациям. Предложены направления поисков руд, каковыми являются фронтальные зоны надвигов.
• Впервые доказана ведущая роль горизонтальных тектонических движений в формировании структуры Крыма, северного и западного шельфа Черного и Азовского морей (рис. 11).
Установлено, что современная структура Крыма представляет собой краевой прогиб олигоцен-миоценового возраста, названный Майкопским, разделенный седловинами и поднятиями на отдельные ванны (Каркинитскую, Керченско-Таманскую, Альминскую и др.).
Рис. 10. Объемная модель северной центрикли-нали Магнитогорской синформы. По Ю.В. Казанцеву 1-3 - области распространения синформ: 1 -Магнитогорской, 2 - Миасско-Миндякской, 3 - Ал-тынташской (Ал), Аслаевско-Шартымской (АШ); а - в плане, б - в разрезе; 4, S - тектонические чешуи: 4 - ложа ГУН, S - Главной Уральской (ГУ) и Ларинско-Миасской (ЛМ) зон надвигов; 6 - аллох-тонные вендско-нижнепалеозойские образования: а - в плане, 6 - в разрезе; 7, 8 - тектонические покровы (К- Козловогорский, Р- Ремовский), в т.ч. сложенные породами состава: 7 - ультраосновного (Н - Нуралинский, КД - Кузьмадемьяновский, С -Сыростанский), 8 - гранитоидного (X - Хребтовый, В - Валежный, А - Атлянский); 9 - надвиги (Бг - Бигильдинский, Мс - Миасский)
- я
I Горный
Крым
Равнинный Крым
Черное море
10 км
Рис. 11. Чешуйчато-надвиговая и покровная (синформная) структура Крыма. По Ю.В. Казанцеву Вестник Академии наук РБ. 2011. Том 16, № 3
Формирование прогиба происходило в условиях сжатия на южном краю Восточно-Европейской платформы, погружавшейся перед фронтом аллохтонов, шарьированных с юга. Обнаружено и детально описано большое количество различных дислокаций, главными из которых являются региональные надвиги с южным, но иногда и северным падением смести-телей. Установлено, что надвиги создали тектонические чешуи, пластины и клиновидные структуры, прослеживаемые в плане в субширотном направлении на многие километры и надвинутые последовательно друг на друга.
• Предложен оригинальный механизм зарождения и функционирования грязевых вулканов - спутников нефтяных и газовых месторождений. Он работает в условиях горизонтального сжатия, формирующего сначала фронтальную складчато-надвиговую структуру, осложненную затем сдвиговым нарушением, в плоскости которого и создается канал вулканического аппарата, обеспечивающего поступление жидкости вверх. В результате каждого нового импульса движений происходит извержение грязевого вулкана. Очевидно, присутствие грязевулканической деятельности является прямым свидетельством современной тектонической активности региона.
• Осуществлено сейсмотектоническое картирование территории Башкортостана. Впервые для центрального, южного и восточного Башкортостана приведена характеристика современной сейсмотектонической активности и составлена в масштабе 1:200000 карта микросейсмического районирования. На ней выделены зоны повышенной сейсмической опасности, совпадающие с расположением основных структурных элементов региона - надвиговых дислокаций. Такие зоны современной сейсмо-активности являются опасными для размещения крупных промышленных объектов.
• С 2001 г. публикуются представления о возможности образования нефти и газа и в настоящее время. Предложена сейсмотектоническая методика для обнаружения пополненных запасов углеводорода в месторождениях, считавшихся отработанными. В настоящее время на территории Башкортостана в них добывают нефть.
• Структурные исследования Башкирского Зауралья позволили обосновать перспективность его площадей на поиски месторождений углеводородов. Осуществлены детальное
структурное и сейсмотектоническое картирования, проведенные на территории Кизиль-ской и западной части Магнитогорской зон Башкирского Зауралья. Выполнено послойное изучение и расчленение стратиграфического разреза каменноугольных отложений с надежным палеонтологическим обоснованием. Обнаружено несколько положительных структур, на одной из которых (Уральской) рекомендовано бурение профиля глубоких скважин. Изучен характер пограничных между зонами разрывных нарушений, показано, что эти дизъюн-ктивы являются региональными надвигами, один из которых - Кизильский - направлен к западу, а другой - Западно-Магнитогорский (Караганский) - к востоку. В Кизильской зоне установлен надвиговый стиль тектоники, обосновано наличие довольно крупного аллохтона и погребенной под ним антиклинали, занимающей почти всю ширину Кизильской зоны. Это показывает, что распространенный термин «Кизильская синклинальная зона» не соответствует характеру тектоники на глубине. С этим заключением хорошо увязываются и геофизические данные, также свидетельствующие о том, что погружению поверхностных слоев в Кизильской зоне на глубине соответствует крупное антиклинальное поднятие. Отложения нижнего и среднего карбона Кизильской зоны смяты в линейные и брахиформные складки. Сделано заключение, что позитивная оценка перспективности земель восточных регионов Башкортостана может строиться как для современных технических и технологических возможностей нефтегазовой отрасли страны, так и для времен значительного прогресса в этой области в будущем. В первом случае это - оценка нефтегазоносности поднад-виговых зон (осадки Присакмарской зоны под Ирендыкско-Уртазымскими вулканитами и Кизильской как обнажающиеся на поверхности, так и погребенные под Магнитогорской зоной).
Академик АН РБ Т.Т. Казанцева и член-корреспондент АН РБ Ю.В. Казанцев предложили и разработали новое научное направление «Структурный фактор в теоретической геологии». Результаты исследований опубликованы в 2010 г. в одноименной монографии (324 стр.).
• В основу методологии заложены представления о системности и иерархичности (ранговости) геовещества; о принципе актуа-лизма (наследственности) и эволюционности (изменчивости) в обоснованных пропорциях;
о взаимозависимости упорядоченности и хаоса, линейных и нелинейных соотношениях в геологии. В результате выявлены и обоснованы общегеологические законы эволюции. Ими являются: геодинамический закон эволюционной направленности, два геологических закона эволюции (закон энергетической обеспеченности основных геологических процессов тектоническими силами и закон соответствия состава природных вещественных единиц интенсивности тектонического режима), а также закон внутрисистемной (парагенетической) компенсации. Приведены доказательства существования в геотектонике принципа непрерывно-прерывистого развития геологических процессов. Реабилитировано и уточнено правило полярности магматических и эпимагма-тических минералов В.Н. Лодочникова. С целью повышения уровня теоретичности геологической науки показана необходимость и реальная возможность открытия новых научных законов в геологии.
• Исследования по разделу «Шарьяжно-надвиговая тектоника и формирование земной коры в свете современных данных и представлений» сопровождались разработкой темы «Вехи современной истории шарьяжной тектоники». Показана роль башкирских геологов в открытии шарьяжей и надвигов на территории Урала и других складчатых областей. Главным результатом структурных исследований явилось установление шарьяжно-надвигового строения орогенных зон, предгорных прогибов и фундаментов платформ. Их современная структура сформирована мощным тангенциальным сжатием и представляет собой сложный комплекс разновозрастных и разноранго-вых аллохтонов, последовательно надвинутых из центра складчатой области в сторону соседнего кратона. Изложены представления на достоинства и недостатки важнейших теорий формирования земной коры двадцатого века как предшествующих шарьяжно-надвиговой, так и развивающихся параллельно с ней. Определено, что террейнология и террейны являются просто новыми терминами для хорошо известных понятий. По сути дела, это - аналоги структурно-формационной зоны, давно и успешно применяемой в отечественной геологической науке. В тех регионах, где формаци-онный анализ использовался недостаточно либо не был понят, стало возможным внедрение иноземного заменителя.
• В свете мобилистских идей особое внимание уделено полицикличному развитию Урала с выделением в палеозое нескольких тектонических циклов. Каждый цикл представлен соответствующим набором формаций. Типовые формационные ряды западного склона Южного Урала (окраины континентов) представлены снизу вверх: аспидной (глинисто-сланцевой либо кремнистой), карбонатной и флишевой формациями. Типовые формацион-ные ряды активной зоны складчатой области состоят из вулканической серии и флиша. Вулканическая серия появляется вслед за выведением на поверхность гипербазитовых аллохтонов, характеризуется эволюционной направленностью состава и строения формаций с возрастанием степени дифференциации продуктов излияний во времени. Эволюция состава осадочной части каждой формации во времени происходит от преобладания кремне-накопления к возрастанию роли карбонатооб-разования, затем к преобладанию доли тер-ригенных осадков. Каждый тектонический цикл заканчивается флишенакоплением. Время формирования гипербазитовых аллохтонов близко совпадает с периодами надвигания и накоплением флишевых толщ. Глаукофаниза-ция (процесс, протекающий при высоких давлениях и небольших температурах) приурочена к зонам мощного шарьирования. Стратиграфически согласные взаимоотношения наблюдаются между формациями единого фор-мационного ряда. Структурные перестройки приурочены к границам формационных рядов.
• Разработана системно-структурная методика решения генетических проблем геологической науки. Показано, что в реставрации геодинамических режимов различных по степени активности зон геологического прошлого результативным способом является изучение форм связи системообразующих составляющих - структуры геологических систем всех рангов. Выяснение характера постепенной изменчивости структурных характеристик в сопряженных по времени условиях эволюционирующей среды и установление закономерностей их преобразования составляют суть данной методики.
• Установлено, что естественная смена вещественного состава определяется соответствующей направленностью геодинамического режима. Это показано на породообразующих минеральных и главных изверженных породных системах, на уровне формаций и форма-
ционных рядов. В результате оказалось, что зарождение каждого цикла обязано снятию тектонического давления горизонтального сжатия с соответствующим подъемом значений температур. Развитие цикла осуществлялось в условиях последовательного повышения давления бокового сжатия и соответствующего падения температур. Завершается цикл разрядкой предельно допустимых давлений сжатия и возрастанием в зонах разрядки температурных значений. Таким образом, эволюция геодинамического режима осуществляется от предельно низких значений тектонического давления в начале цикла, постепенно повышающегося на протяжении его развития, и до максимального - к концу. Выяснено также, что каждый относительно молодой тектонический цикл обеспечивается возросшими значениями напряжения бокового сжатия по сравнению с предыдущим. Это вытекает из основных закономерностей эволюции во времени разновозрастных формационных рядов палеозойской истории Урала и других складчатых областей. Так, в каждом сравнительно молодом тектоническом цикле по отношению к предыдущему направленно уменьшается объем вулканических серий за счет возрастания флишевых. В составе вулканических серий снижается доля недифференцированных и контрастно-дифференцированных формаций вплоть до полного исчезновения за счет увеличения непрерывных и порфиритовых. Растет объем щелочных серий. Интрузивные комплексы получают большее развитие, состав их становится все более кислым. Количество осадочных пород возрастает. Снижается уровень кремненакопления, постепенно возрастает количество хемогенных и терригенных толщ. В составе флишевых образований закономерно меняется состав кластического материала от вулканогенного через осадочно-вулканогенный до вулканогенно-осадочного. Олистостромо-вые горизонты получают все большее развитие. Возрастает степень ритмичности при закономерном уменьшении мощности ритмов. Время, в течение которого накапливается типовой формационный ряд, сокращается. Таким путем происходит направленное возрастание тектонических напряжений по мере омоложения тектонических циклов. Вероятно, эволюция всей планеты осуществляется также при направленном росте значений геодинамического режима.
• В структурном аспекте решены особо дискутируемые проблемы современной геологической науки. Это, в первую очередь, аллох-тонность гипербазитов, рассмотренная на примере установленного нами первого офиолито-вого аллохтона в нашей стране - массивов Крака на Южном Урале. Сорокалетний период изучения завершился признанием их структурного положения в виде шарьяжа. Проанализированы периодически возникающие у одних исследователей сомнения и приобретенные другими геологами новые доказательства (рис. 12, 13).
• Изучены важные аспекты флишенакопле-ния на Урале, от возможности отнесения определенных толщ к флишу до его батиметрии. К основным особенностям флиша, которыми являются ритмичность, причудливые оползневые структуры, чередование косослоистых напластований с субгоризонтальными, развитие мелких сингенетичных дислокаций, добавлены и другие. К ним следует отнести: флиш накапливается в обстановке максимальных тектонических напряжений сжатия, сопровождается надвиганием и складчатостью; большая мощность флиша является результатом не только высокой скорости седиментации, но и следствием послойного тектонического скучивания; характеризуется развитием глыбовых горизонтов, известных как олистостромы, «дикий флиш», микститы; иногда фациально замещает предыдущую формацию. Установлен своеобразный характер размещения в пространстве в виде «накатывания» либо гриба «вешенка», когда каждый молодой флиш закономерно возникает на территории, расположенной все ближе к центру складчатой области, но в то же время захватывает все большие площади и в сторону соседней платформы. Таким образом, акцентировано внимание на том, что флиш является весьма геодинамически активной формацией. Вопреки доминирующему в настоящее время мнению о глубоководности флиша, приведены фациальные доказательства того, что он может накапливаться как на малой, так и на большой глубине. На уральском материале показано, что флишевая формация в зоне субплатформенного режима согласно располагается на карбонатной формации. В геологически активной зоне - на верхнем члене вулканической серии. В промежуточной между ними области - на кремнистой формации. Это увязывается и с сущностью понятия «формация».
Б
Рис. 12. Южный Крака. Глыбовая зона у д. Магадеево Бурзянского района: А - восточный участок, Б - западный участок. 2009 г.
Каждой формации свойственен определенный геодинамический режим. Палеогеографический признак для нее является сопутствующим. Для фации главный признак палеогеографический. Чем тектонически активнее формация, тем меньшую роль играет фациальность.
• Для выяснения механизма рудообразо-вания применен структурный фактор. Анализ осуществлялся на микро - и макроуровнях. В результате пришли к таким выводам. Закономерности пространственного размещения полезных ископаемых согласуются с общим ве-
Рис. 13. Белорецкий район, д. Узян. Гипербазитовые горы Крака. 2009 г.
щественно-структурным районированием территории. Структурная геология рудного района и его месторождения формируются одновременно, подчиняясь общей схеме геодинамической эволюции района. Микроструктурные особенности соотношения рудных тел с разрывной и пликативной тектоникой, доминантность деформационных типов структур и текстур руд свидетельствуют об одновременности структурообразования и накопления руд. Активное участие динамометаморфизма в ру-дообразовании устанавливается на многих рудных карьерах. Оно выражено будинажем, ка-таклазом, милонитизацией, филлонитизацией вплоть до появления скрытокристаллических и нанокристаллических структур. Это динамо-метаморфогенный ряд, эволюционирующий в соответствии с интенсивностью тектонической нагруженности, что увязывается с экспериментальными данными по развитию нанокристал-лизации при решении проблем сверхпластичности металлов. Деформационно-декомпресси-онный механизм рудообразования, вероятно, может лечь в основу метода получения скоплений различных полезных ископаемых искусственным путем, непосредственно в недрах земной коры либо других планет и, при возможности обеспечения энергией, рассматриваться как «технология будущего».
• Разработана абиогенно-биогенная модель нефтегазонакопления, при которой источниками углеводородов является либо органический материал, либо исходное неф-тегазообразующее вещество, представленное глубинными газами. Генерация углеводородов как в том, так и в другом случае, их миграция и скопление в залежи происходят в условиях горизонтального сжатия земной коры при формировании надвигов, шарьяжей и сопутствующей им складчатости. Такое понимание процессов генезиса и миграции нефти и газа базируется, прежде всего, на признании условий их образования не столько как статических, связанных с медленно изменяющимся комплексом физико-химических параметров в результате погружения толщ, сколько как динамического характера геологического развития региона. Следовательно, тектонические движения, сейсмичность территории являются главным фактором нефте-газонакопления, а происхождение углеводородов в любой геологический период преимущественно определяется характером геодинамической обстановки тангенциального сжатия.
Фундаментальные исследования в области геологических наук Башкортостана продолжаются.
