Древние поднятия фундамента на территории Поволжья
А. М. МЕЛЬНИКОВ
За последние годы во многих районах Поволжья глубоким бурением установлено выпадение из разреза девона отложений живетского яруса, пашийской, а местами и кыновской свит. Эти районы в живетское и первой половине нижнефранского времени представляли области древних поднятий кристаллических пород фундамента, которые были выведены из-под уровня моря и интенсивно разрушались. Поверхность поднятий в результате длительных эрозионных процессов местами приобрела сложный рельеф, отдельные участки которого периодически на короткое время покрывались мелководным морем, оставившим свои следы в виде маломощных терригенных осадков живетского или нижнефранского возраста.
В современном структурном плане большинство древних поднятий фундамента не находит своего отражения в характере залегания вышележащих образований карбона и перми, утратило свое былое высокое гипсометрическое положение и в настоящее время обычно приурочивается к зонам моноклинального погружения пластов и депрессий.
Как видно из схемы, все известные древние поднятия фундамента, лишенные терригенных отложений девона, расположены в виде меридионально вытянутой полосы, протягивающейся на сотни километров от Котельнича на севере и до Покровки (Куйбышевская область) на юге.
Из-за отсутствия достаточного количества фактического материала в настоящее время трудно утверждать полное отсутствие пашийских и живетских отложений на всем протяжении выделенной нами полосы. Возможно, что отдельные участки древней суши опускались и покрывались на короткое время мелководным морем, оставившим после себя терригенные осадки небольшой мощности.
Самое северное из известных древних поднятий фундамента расположено в районе Котельнича на р. Вятка. Здесь в опорной скважине на размытой поверхности фундамента, имеющей абсолютную отметку -1767 м, залегают осадки верхнещигровского возраста.
К юго-востоку от Котельнича в районе г. Советск наблюдаются резкое погружение фундамента и появление в разрезе девона мощных терригенных отложений живетского яруса и пашийской свиты.
Аналогичная картина наблюдается и к востоку от Котельнича в районе г. Киров. Размеры Котельнического выступа фундамента и его простирание пока неизвестны.
Впервые древний выступ фундамента в районе Котельнича был установлен геологами ВНИГНИ (Суворовым, Нечитайло и др.), которые вначале связывали указанный выступ с Токмовским сводом, а позднее выделили его в самостоятельное поднятие.
На наличие Котельнического древнего поднятия фундамента указывает и В.Д. Наливкин, допускающий возможность соединения последнего с северной вершиной Татарского свода. Однако эти выводы последующими разведочными работами не подтвердились.
К югу от Котельнича древнее поднятие фундамента установлено в районе ст. Канаш, где поверхность его имеет абсолютную отметку- 1522 м; на кристаллические породы здесь непосредственно налегают саргаевские отложения. О наличии в районе Канаша древнего выступа фундамента можно было заранее предположить на основании материалов глубокого бурения на Марпосадской и Урмарской площадях, где наблюдалось резкое сокращение мощностей живетских и пашийских отложений в западном направлении.
Восточная граница Канашского выступа фундамента проходит западнее Урмар, а западная - восточнее Порецкого, где в разрезе опорной скважины появились терригенные отложения нижнего и среднего девона общей мощностью 29 м, а также нижнещигровского горизонта верхнего девона мощностью 75 м.
Южнее Канаша отсутствие в разрезе девона пашийских и живетских отложений установлено на Карлинской площади западнее Буинска. Древнее поднятие фундамента, отмеченное здесь, залегает в настоящее время на абсолютной отметке -1585 м. Восточная граница распространения Карлинского выступа проходит где-то западнее Буинска, а западная пока проводится условно.
Следующим пунктом на правобережье Волги, где также установлено наличие древнего поднятия фундамента, является район Ульяновска. По данным бурения опорной скважины абсолютная отметка залегания поверхности фундамента составляет здесь -1750 м. Ульяновский выступ так же, как и соседний Канашский, более определенно оконтуривается с востока и условно с запада. На востоке эта граница проходит западнее Мелекесса, где суммарная мощность пашийских и живетских отложений составляет всего 36 м, а на западе - восточнее ст. Инза, так как к западу от нее в Прудовской опорной скважине суммарная мощность верхнеживетских и нижнещигровских терригенных отложений составляет уже 196 м.
Описанные выше три древних поднятия фундамента в районе Канаша, Буинска и Ульяновска, несомненно, связаны между собой и образуют в пределах правого берега Волги единое крупное Канашско-Ульяновское поднятие фундамента.
На наличие древнего выступа фундамента в описанном выше районе указывают также Суворов и Нечитайло, которые назвали его Сурско-Волжским.
Мы полагаем, что Канашско-Ульяновский выступ фундамента на севере соединяется с Котельническим выступом, но ввиду отсутствия между Канашем и Котельничем глубоких скважин установить точно положение нового древнего поднятия фундамента, названного нами Марийским, сейчас очень трудно. Ориентировочно восточная граница предполагаемого Марийского поднятия проходит западнее Марпосада, Йошкар-Олы и в районе Яранска, а западная - восточнее Сундыря и далее на север в верховьях р. Пижма.
Существование Марийского древнего выступа фундамента, являющегося связующим мостом между Котельническим и Канашско-Ульяновским выступами, геологически вполне обосновано и согласуется с общими закономерностями в пространственном распределении древних поднятий фундамента в пределах Поволжья. У нас нет никаких оснований, руководствуясь лишь отсутствием в данном районе глубокого бурения, отрицать достоверность сделанных выводов. Суворов и Нечитайло на основании построенных ими палеоструктурных карт отрицают возможность соединения Котельнического и Сурско-Волжского выступов фундамента и проводят к северу от Волги прогиб, разделяющий указанные выше поднятия.
К юго-востоку от Канашско-Ульяновского выступа отсутствие живетских и пашийских отложении установлено на Мордовинской площади в устье р. Б. Черемшан, а еще далее в том же направлении известно наличие древнего поднятия в районе Узюковской опорной скважины, расположенной на левом берегу Волги к северу от Самарской луки в пределах Ставропольской депрессии. Поверхность фундамента в Ульяновской опорной скважине имеет абсолютную отметку -2369 м и непосредственно покрывается отложенцями доманика.
Узюковское, Мордовинское и Канашско-Ульяновское древние поднятия, по-видимому, были связаны между собой и представляли единое крупное структурное сооружение фундамента, существовавшее в живетское и нижнефранское время между Узюковым и Ульяновском.
Древнее поднятие фундамента в районе Мордовино - Узюково распространяется далеко на запад в область правобережья Волги, где на площадях Борлинской дислокации также доказано отсутствие в разрезе терригенных отложений среднего и верхнего девона.
К югу от Узюковского выступа известно древнее поднятие фундамента на Покровской площади. Здесь фундамент занимал наиболее высокое гипсометрическое положение, так как на его поверхность налегают карбонатные породы верхнефранского подъяруса (воронежские слои) и из разреза полностью выпадают не только живетские, но и нижне- и среднефранские образования.
В районе Покровки древнее поднятие фундамента в виде мыса далеко вдается на восток, а затем снова поворачивает на юго-запад в сторону Балаково, где по данным бурения объединения Саратовнефть опять отмечается наличие аналогичного выступа фундамента, лишенного терригенных отложений девона и приуроченного к Хвалынскому своду, установленному Н.Н. Форшем. Разведочные работы, проводимые в указанном районе, уточнят дальнейшее распространение древнего поднятия фундамента в южном направлении.
Взаимосвязь Узюковского и Покровского древних поднятий фундамента, расположенных по обе стороны от Самарской луки, где развита довольно мощная толща терригенных осадков среднего и верхнего девона, пока оставалась неясной.
Интересный материал для познания затронутого вопроса совсем недавно получен на Репьевской площади, расположенной вдоль северного крутого крыла Жигулевской дислокации к западу от Сызрани. Глубокая скважина, пробуренная в своде Репьевского мелового поднятия, совершенно неожиданно показала здесь очень глубокое залегание поверхности фундамента (-1972 м) и одновременно с этим резкое сокращение мощности терригенных отложений девона (до 25 м), условно относимых пока к нижнещигровскому горизонту. Погружение поверхности фундамента в скв. 1 (Репьевка) по сравнению с Заборовской площадью на востоке и Ново-Спасской на западе составляет соответственно 472 и 425 м.
Результаты бурения Репьевской скважины показали, что к западу от Сызрани в живетское и нижнефранское время существовало древнее поднятие фундамента, имеющего меридиональное простирание; поднятие разделяло Самарскую луку на две части. К востоку и западу от Репьевского древнего поднятия фундамента в живетское и нижнефранское время накапливались терригенные осадки девона, мощность которых постепенно и закономерно увеличивалась по мере удаления от сводовой части поднятия в западном и восточном направлениях.
Наличие Репьевско-Сызранского древнего поднятия фундамента, по-видимому, оказало существенное влияние на распределение нефтяных месторождений в терригенных образованиях девона Самарской луки.
Появление Репьевского древнего поднятия позволяет сделать вывод о возможном соединении в живетское и нижнефранское время Узюковского и Покровского поднятий фундамента между собой в непрерывную гряду или цепочку отдельных, изолированных один от другого небольших поднятий.
На основании приведенных выше данных глубокого бурения можно сделать заключение о несомненном существовании на территории Поволжья в живетское и нижнефранское время крупного древнего поднятия фундамента, названного нами Волжским, которое в виде довольно узкой гряды или хребта протягивалось в меридиональном направлении на сотни километров. Поднятие имело неровную изрезанную поверхность с отдельными более приподнятыми участками, которые местами в виде островной суши существовали до доманикового времени.
В прошлом наиболее высокое гипсометрическое положение занимал фундамент на юге Волжской древней гряды в районе Узюково - Покровка и на севере у Канаша. В настоящее время картина несколько изменилась и высшую отметку залегания фундамент имеет на севере, в районе Канаша - Карлы (от -1522 до -1585 м), и низшую на юге, в районе Узюково (-2369 м). Таким образом, амплитуда погружения поверхности фундамента в южном направлении составляет 847 м, а в северном (Котельнич) всего 245 м.
Поверхность фундамента от линии Канаш - Карлы также испытывает погружение в восточном и юго-восточном направлениях в сторону Казанско- Кировской впадины и Мелекесской депрессии. Амплитуда погружения колеблется от 270 до 550 м.
В западном и юго-западном направлениях от Канаша - Карлы наблюдается обратная картина-подъем кровли фундамента в сторону Токмовского свода. Таким образом, в современном структурном плане западное крыло Волжского погребенного поднятия фундамента не выражено и сливается с восточным и юго-восточным склоном Токмовского свода.
Волжская гряда фундамента в живетское и нижнефранское время разделяла территорию Поволжья на две части - восточную и западную - и безусловно оказала влияние на миграцию девонской нефти и пространственное ее распределение.
Кроме описанной выше Волжской погребенной гряды фундамента, на территории Поволжья к востоку от Казани в бассейне нижнего течения Вятки известно еще одно древнее погребенное поднятие фундамента, значительная часть которого совпадает с границами распространения современного поднятия фундамента, приуроченного к северной вершине Татарского свода. Однако мы полагаем, что древнее поднятие по своим размерам значительно превосходило современное, и его продолжение по имеющимся материалам следует искать далеко на северо-восток от Малмыжа по направлению к Глазову. Сказанное подтверждается данными бурения у Малмыжа, которые показали, что указанный район в прошлом являлся наиболее приподнятой частью северной вершины Татарского свода, так как здесь на кристаллических породах фундамента непосредственно залегают саргаевские слои, а южнее - в районе Кукмора - более древние кыновские слои. Приведенный материал свидетельствует, что в предсаргаевское время наиболее приподнятая часть древнего поднятия фундамента северной вершины Татарского свода располагалась в районе Малмыжа и, возможно, еще далее, а в настоящее время в районе Кукмора, где имеем наивысшую для всего Татарского свода абсолютную отметку залегания фундамента (-1485 м). Таким образом, свод древнего поднятия фундамента, которое назовем Малмыжским, был смещен по отношению свода современного поднятия северной вершины Татарского свода далеко на север и являлся сушей до саргаевского времени.
Малмыжское и Канашско-Ульяновское древние поднятия фундамента в живетское, пашийское и кыновское время были разобщены между собой Казанско-Кировской впадиной, заполненной мощной толщей терригенных осадков среднего и верхнего девона. Впадина углублялась к северу (Вожгалы-Киров) и выполаживалась к югу (устье Камы), где по левобережью Волги предполагается существование древнего поднятия фундамента [2], которое в виде гряды в живетское и пашийское время отделяло Казанско-Кировскую впадину от Мелекесской депрессии и соединяло между собой Канашско-Ульяновский и Малмыжский выступы фундамента.
Как видно из изложенного, древние погребенные поднятия фундамента широко распространены в Поволжье, и изучение их представляет большой интерес для поисков новых нефтяных залежей и оценки перспектив нефтеносности отдельных регионов.
Мы полагаем, что докембрийский рельеф фундамента Русской платформы и происходившие в нем тектонические движения оказали в свое время существенное влияние на миграцию углеводородов, а также на формирование и пространственное распределение девонских нефтяных месторождений в Волго-Уральской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бакиров А.А. Опыт изучения геологии кристаллического фундамента Русской платформы на основе опорного бурения. Гостоптехиздат, 1954.
2. Мельников А.М. О поверхности кристаллических пород фундамента на территории Татарской АССР и прилегающих областей. ДАН, т 103, № 5, 1955.
Рисунок Схема расположения древних поднятий фундамента в пределах Поволжья на конец пашийского (нижнещигровского) времени (сост. А. М. Мельников).
I-Волжская погребенная гряда фундамента; II-северная вершина Татарского свода; III-Казанско-Кировская депрессия. 1 - линии равных мощностей живетских+пашийских отложений; 2 - область отсутствия живетских и пашийских отложений.