К оглавлению

Кристаллический фундамент Западной Башкирии

К.Р. ТИМЕРГАЗИН

Кристаллический фундамент пока вскрыт лишь на крайнем западе Башкирской АССР, в пределах Туймазинского, Шаранского и Бакалинского районов, что соответствует юго-восточной части Татарского свода [6, 24]. В остальной части Западной Башкирии фундамент, вероятно, погружен на большую глубину и пока не достигнут ни одной из глубоких скважин, пробуренных в различных пунктах на глубину 2500-3000 м.

Восточная часть Татарского свода в пределах Западной Башкирии и смежной части Татарии вырисовывается в виде плато с крутым уступом на юге. Склоны его на востоке и северо-востоке еще не выявлены. Не исключена возможность, что последние также крутые. Мы это плато выделяем под названием Туймазинско-Бакалинского (см. рисунок).

Имеющиеся схемы классификации и возрастных соотношений пород кристаллического фундамента (см. литературу) далеко не отражают действительную картину, до сих пор не дано обобщения всего имеющегося материала по фундаменту Западной Башкирии с указанием пространственного размещения всех типов и разновидностей пород и не составлена сводная карта петрографического состава и рельефа кристаллических пород вскрытой части фундамента Западной Башкирии.

В этой статье автор пытается в какой-то мере восполнить указанные пробелы в изучении фундамента Западной Башкирии на основании обобщения всего имеющегося материала.

Генетическая классификация и петрографическая характеристика кристаллических пород

В пределах Туймазинско-Бакалинского района (плато) кристаллический фундамент, по нашему мнению, сложен породами двух генетически различных формаций: древней гнейсовой формации метаморфических пород и более молодой диабазовой формации основных магматических пород. Магматические породы кислого ряда во вскрытой части фундамента Западной Башкирии нами не обнаружены. В породах древней гнейсовой формации отмечается лишь различная степень развития калиевого метасоматоза, связанного, очевидно, с восходящими растворами.

Древняя гнейсовая формация играет господствующую роль, составляя почти 99% всей известной части Туймазинско-Бакалинского плато. Она сложена в основном двумя различными типами пород: гнейсами и амфиболитами. При этом гнейсы резко преобладают, а амфиболиты встречаются в виде единичных небольших изолированных тел среди гнейсов.

Указанные породы древней гнейсовой формации представляют собой типичные метаморфические образования, резко отличные от магматических пород диабазовой формации не только своим петрографическим составом, но и сильной дислоцированностью.

Гнейсы представлены тремя основными разновидностями: биотитовыми плагиогнейсами, биотитовыми плагиоклазо-микроклиновыми и гранато-биотитовыми гнейсами. Вместе с последними довольно часто встречаются силлиманито-биотитовые и силлиманитогранато-биотитовые гнейсы. Кроме того, в гнейсовой толще развиты полевошпатово-кварцевые породы (кварциты), вторично возникшие скаполитовые, двуслюдяные, серицитовые и каолинитовые породы.

Как видно из схематической карты, в пространственном размещении главных разновидностей гнейсов наблюдается закономерное чередование трех зон развития биотитовых плагиоклазо-микроклиновых гнейсов с тремя зонами распространения гранато-биотитовых и силлиманито-биотитовых гнейсов, а также с одной зоной развития биотитовых плагиогнейсов. Кроме того, обособляется участок развития кварцитов (рис. 1).

Биотитовые плагиогнейсы образуют полосу шириной 10-20 км, протягивающуюся из Ютазинского района Татарии в северо-восточном направлении и проходящую через северную часть Туймазинского и южную часть Шаранского районов Башкирской АССР. Эта полоса проходит в основном через промысловую площадь Туймазинского нефтяного месторождения и поэтому наиболее полно освещена бурением. Однако скважинами вскрыта лишь самая верхняя часть фундамента. Вскрытая мощность фундамента в изученных нами разрезах скважин колеблется от 1 до 15-20 м, но чаще не превышает 1-5 м. Керн из большинства скважин поднят в небольшом количестве, обычно с одного интервала долбления.

Биотитовые плагиоклазо-микроклиновые гнейсы, пользующиеся наиболее широким распространением в рассматриваемом районе, отличаются от описанных выше биотитовых гнейсов своим полосчатым строением и более яркой мясо-красной и розовой окраской с частым чередованием тонких светло окрашенных полосок толщиной 1-1,5 см преимущественно кварцево-полевошпатового состава с такими же примерно полосками темно-серой разности породы, сильно обогащенной биотитом. Эта полосчатость, по нашему мнению, обусловлена не послойным внедрением гранитной магмы, как полагают некоторые исследователи, а первичной тонкой слоистостью их.

Вскрытая мощность этих пород в изученных нами скважинах колеблется от 1 до 10 м.

Характер гнейсов во всех зонах их развития в основном одинаковый. Породообразующими минералами в них являются полевые шпаты, кварц и биотит.

Биотитовые плагиоклазо-микроклиновые гнейсы в южной зоне, в частности на участках Серафимовских скв. 8, 12 и Копей-Кубовской скв. 12, сильно катаклазированы и милонитизированы. Милониты обычно состоят из мелкозернистой кварцево-полевошпатовой основной массы и более крупных обломков полевых шпатов, представленных кислыми плагиоклазами. Последние участками сильно микроклинизированы, скаполитизированы и каолинизированы.

К описываемым гнейсам близко примыкает полевошпатово-кварцевая порода (кварцит), вынесенная из Бавлинской скв. 11. Кварцит имеет розоватую окраску, массивную сливную текстуру с ровным изломом и жирным блеском. Эта порода состоит на 90% из зерен кварца и на 10% из зерен плагиоклазов. Последние часто сильно изменены, в редких случаях микроклинизированы.

Гранато-биотитовые гнейсы очень тесно связаны и находятся в частом чередовании с силлиманито-гранато-биотитовыми и силлиманито-биотитовыми гнейсами. Они отличаются от предыдущих разновидностей пород гнейсовой толщи своей темно-серой, почти черной окраской, в основном мелкозернистой структурой, более значительным содержанием биотита и кварца, а также граната и силлиманита.

В средней полосе, в частности в Субханкуловских скв. 4, 7 и Копей-Кубовской скв. 11, гранато-биотитовые и силлиманито-биотитовые гнейсы сильно катаклазированы и превращены в типичные милониты. Милонитизированные разности этих пород отличаются также наибольшей микроклинизацией, окварцеванием, скаполитизацией и каолинизацией.

Амфиболиты. На юго-восточном крыле Туймазинской структуры, в полосе развития красноцветных биотитовых плагиоклазов, двумя Туймазинскими скв. 220 и 1265 вскрыты типичные амфиболиты. Они представляют собой темно-зеленые, почти черные, полно кристаллические породы, состоящие главным образом из плагиоклаза и роговой обманки, редко из кварца. Вскрытая мощность их по скв. 220 равна 36 м, а по скв. 1265 не превышает 12 м.

В нижней части керна скв. 1265 виден переход амфиболита в биотитовый плагиогнейс через биотито-роговообманковые породы. Почти аналогичные биотито-роговообманковые гнейсы встречены в Бакалинских скв. 4 и 6. Кроме того, в забое Чеканской скв. 1 обнаружены гранато-биотито-роговообманковые скаполитовые породы.

Диабазовая формация.

Древняя гнейсовая толща фундамента платформы в пределах Западной Башкирии на некоторых участках прорвана более молодыми совершенно неогнейсованными и недислоцированными основными породами диабазовой формации. Последние развиты, в частности, на участках Субханкуловской скв. 5 и Копей-Кубовской скв. 10 на юге, а также на участках Дубровской скв. 1 и Бакалинской скв. 2 на севере Туймазинско-Бакалинского плато. Кроме того, породы диабазовой формации установлены в нижней части разреза додевонских отложений Серафимовскими скв. 65 и 119, Чекмагушевской скв. 5. Старопетровской скв. 5, Арланской скв. 7, Орьебашскими скв. 14, 22 и 57, Надеждинской скв. 27 и Байкибашской скв. 3. При рассмотрении карты бросается в глаза приуроченность пород диабазовой формации к зонам сильно катаклазированных и милонитизированных пород гнейсового основания. В частности, в такой зоне находятся габбро-диабазы, вскрытые Субханкуловской скв. 5, Копей-Кубовской скв. 10.

Вскрытая мощность габбро-диабазов в пределах Туймазинско-Бакалинского плато по указанным скважинам колеблется в пределах 9-38 м.

Габбро-диабазы в свежем виде представляют собой темно-серую, почти черную породу, имеющую однородную массивную текстуру и мелкозернистую структуру без всяких признаков огнейсованности. Они состоят главным образом из плагиоклаза и авгита. В незначительном количестве содержится микропегматит. Акцессорные минералы представлены ильменитом и апатитом, эпимагматические - уралитом. Структура породы типично офитовая с хорошо образованными идиоморфными удлиненными призматическими табличками плагиоклаза, имеющими различную ориентировку, и ксеноморфными зернами авгита и микропегматита. По углу симметричного погасания плагиоклаз здесь определяется как андезин № 36.

Керн габбро-диабазов по Дубровской скв. 1 и Бакалинской скв. 2 сильно изменен. Плагиоклазы в них сильно пренитизированы и серицитизированы, авгит-биотитизирован и хлоритизирован, а ильменит превращен в лейкоксен. Кроме того, эти породы пересечены многочисленными тонкими гематитокварцевыми, гематито-альбито-хлорито-кварцевыми, гематито-карбонатными и халцедоно-каолинитовыми прожилками. В них также встречаются вкрапленники и тонкие прожилки свежего пирита.

Происхождение и возраст кристаллических пород фундамента

О природе пород древней гнейсовой формации востока Русской платформы существуют два противоположных мнения. Одни исследователи большинство пород этой формации относят к числу ортопород и описывают под названием гранито-гнейсов. К парагнейсам ими относится лишь гранато-биотитовые гнейсы [17, 19]. Кроме того, эти исследователи признают наличие в гнейсовой толще интрузивных тел кислых магматических пород типа микроклиновых гранитов. Другие исследователи, напротив, считают почти все породы древней гнейсовой формации в пределах Западной Башкирии и Татарского свода вообще парагнейсами и отрицают наличие среди них кислых магматических пород [7, 9].

О парагнейсовом характере большинства пород древней гнейсовой толщи

Западной Башкирии, по нашему мнению, свидетельствуют следующие основные факты: 1) зональное и взаимочередующееся расположение отдельных петрографических разновидностей пород, которые образуют полосы, вытянутые в одном направлении, что, вероятно, обусловлено особенностями фациального строения первичных осадочных пород, в частности последовательной сменой одних разновидностей терригенных пород другими в процессе осадконакопления; 2) наличие таких типично метаморфических минералов, как силлиманит и гранат, обычно образующихся при метаморфизации осадочных песчано-глинистых пород; 3) неравномерное распределение породообразующих минералов в породах описываемой толщи, в частности колебание в широких пределах содержания кварца и биотита, что, очевидно, объясняется также фациально-литологическими особенностями первичных осадочных пород; 4) наличие реликтов первичных структурно-текстурных особенностей пород, в частности бласто- псаммитовой структуры и микрослоистой (полосчатой) текстуры; 5) характер и форма нахождения акцессорных минералов в описываемых гнейсах; зерна таких наиболее часто встречающихся в описываемых породах акцессорных минералов, как апатит и циркон, часто находятся в промежутках зерен породообразующих минералов и нередко обнаруживают хорошую округленность и следы окатанности; 6) явно вторичный характер микроклинизации гнейсовой толщи, охватившей в той или иной степени все разновидности пород, свидетельствует о развитии здесь калиевого метасоматоза, а не о наличии интрузивных тел кислых магматических типа микроклиновых пород и связанных с ними мигматитов.

Амфиболиты, очевидно, представляют собой ортопороду, так как они имеют строго локальное распространение и резко отличный петрографический состав по сравнению с окружающими их биотитовыми гнейсами. Это, вероятно, бывшие диабазовые дайки и силлы, подвергнутые сильной метаморфизации. Биотито-роговообманковые гнейсы, по-видимому, соответствуют либо смешанным разностям пород на контакте амфиболитов с гнейсами, либо же представляют собой амфиболиты, содержащие новообразования биотита на месте некоторых зерен первичного амфиболита.

Несмотря на признание описываемых пород ортоамфиболитами, они рассматриваются в составе единой древней гнейсовой формации как метаморфические породы, возникшие одновременно и совместно со вмещающими их гнейсами.

Возраст древней гнейсовой формаций фундамента Западной Башкирии нами признается нижнеархейским на основании близкого сходства петрографического состава пород этой толщи с нижнеархейскими образованиями Украины и Карелии, высшей степени мета- морфизованности ее пород (амфиболитовые и другие высшие фации метаморфизма), преобладающего развития блластических структур и слабого сохранения первичных структур осадочных и магматических пород, а также на основании данных определения абсолютного возраста пород этой толщи. Согласно предварительным данным определения в лаборатории Горно-геологического института БФАН СССР по калий-аргоновому методу абсолютный возраст микроклина в биотитовых микроклино-плагиоклазовых гнейсах Западной Башкирии исчисляется не менее 1,5 млрд. лет. Если учесть явно вторичный характер и более позднее образование микроклина в этих породах путем метасоматического замещения первичных плагиоклазов, то представление о более древнем возрасте самих пород древней гнейсовой толщи и принадлежность их к нижнему архею не должны вызывать особых возражений.

Нельзя согласиться с некоторыми исследователями, относящими гранато- биотитовые гнейсы древней гнейсовой толщи Западной Башкирии к нижнему протерозою [17], так как, во-первых, гранато-биотитовые гнейсы и встречающиеся вместе с ними силлиманито-биотитовые гнейсы, как неоднократно подчеркивалось выше, находятся в тесной связи и частом чередовании с биотитовыми плагиоклазо - микроклиновыми гнейсами и биотитовыми плагиогнейсами и не отличаются от них ни степенью метаморфизации, ни характером дислоцированное™, во-вторых, они несут вполне аналогичную с плагиоклазо-микроклиновыми гнейсами явно вторичную микроклинизацию. Правда, последняя здесь выражена относительно слабо, но это, вероятно, объясняется более тонкозернистой структурой и плотным сложением этих пород. В-третьих, описываемые породы, судя по литературе, наиболее сходны с гранато-биотитовыми и силлиманито-биотитовыми гнейсами нижнего архея Украины и Карелии.

Наше представление о соотношениях древней гнейсовой формации Западной Башкирии с подобными образованиями Карелии, Украины и западного склона Южного Урала изображено на приводимой ниже схеме.

Из этой схемы видно, что древняя гнейсовая формация Западной Башкирии сопоставляется с толщей древних гнейсов Украинского кристаллического массива и свионийской формацией Карелии, относимых к нижнему архею. На Урале породы этого возраста нигде не обнажены.

Во вскрытой части фундамента платформы в пределах Западной Башкирии пока еще не обнаружены аналоги ботнийской и ладожской формаций Карелии и саксаганской (криворожской) железорудной толщи Украины, относимых к верхнему архею [8]. Они здесь, вероятно, размыты длительной эрозией. Однако не исключена возможность нахождения пород верхнеархейского возраста в некоторых участках Западной Башкирии, так как галька пород этого возраста, в частности джеспилитов, встречена в составе конгломератов, залегающих в основании осадочного покрова на Ардатовском участке Туймазинского района [11]. Кроме того, породы этого возраста установлены В.П. Флоренским в некоторых районах Поволжья. В частности, железистые кварциты (джеспилиты) вскрыты скважиной у с. Кудашево в Казанском Поволжье [21].

К верхнему архею на западном склоне Южного Урала относятся наиболее древние из обнажающихся пород, объединяемых в тараташскую формацию (свиту) или свиту «М», состоящую из метаморфических сланцев, слюдистых и железистых кварцитов, гнейсов, амфиболитов, рассланцованных диабазовых порфиритов, плагиопорфитов, их туфов и туффитов [2]. Что касается происхождения пород диабазовой формации, то условия залегания, особенности минералогического состава и структуры не оставляют сомнения в принадлежности их к числу магматических пород типа габбро-диабазов, представляющих собой интрузивные образования гипабиссальных силловых фаций габбро.

Возраст габбро-диабазов Западной Башкирии большинством исследователей признается протерозойским [3, 20].

По нашему мнению, эти породы являются наиболее молодыми верхнепротерозойскими (рифейскими) образованиями, так как они совершенно неогнейсованы и не дислоцированы и прорывают не только фундамент, но и нижнюю часть осадочного покрова до серафимовской свиты включительно.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балаев В.А. Девон и кристаллические породы на западе Башкирии. ДАН СССР, т. 29, № 4, 1940.

2. Гарань М.И. Докембрийские отложения западного склона Южного Урала и связанные с ними полезные ископаемые. Труды XVII сессии международного геологического конгресса, т. II, 1937.

3. Гаррис М.А. О габбро-диабазах кристаллического фундамента в Западной Башкирии. ДАН СССР, т. 103, № 1, 1955.

4. Гаррис М.А. Об эпигенетической минерализации в породах кристаллического фундамента и нижней части осадочного покрова Западной Башкирии. ДАН СССР, т. 105, № 2, 1955.

5. Граблин Е.А. и др. Открытие докембрийского кристаллического фундамента в Туймазинском нефтеносном районе. Советская геология, № 10, 1940.

6. Мельников А.М. О поверхности кристаллических пород фундамента на территории Татарской АССР и прилегающих областей. ДАН СССР, т. 103, № 5, 1955.

7. Микрюков М.Ф. и Тимергазин К.Р. Новые данные по стратиграфии и литологии терригенных отложений девона Бавлинско-Туймазинского нефтеносного района. Нефт. хоз., № 9, 1948.

8. Половинкина Ю.И. Эффузивно-осадочные и магматические комплексы Украинского кристаллического массива. Гостоптехиздат, 1954.

9. Полянин В.А. Рудопроявления в глубоких недрах Татарии. Изд. Гос. музея ТАССР, Казань, 1956.

10. Тимергазин К.Р. О метаморфических породах фундамента платформы, вскрытых чеканской скважиной № 1. Башкирская нефть, № 3, 1951.

11. Тимергазин К.Р. О значении находки галек джеспилита в Западной Башкирии. ДАН СССР, т. 91, №4, 1953.

12. Тимергазин К.Р. О генезисе сульфидов в девонских и более древних породах на востоке Русской платформы. ДАН СССР, т. 105, № 2, 1955.

13. Тимергазин К.Р. О сульфатах гидротермального типа в додевонских и девонских отложениях в Западной Башкирии ДАН СССР, т. 105, № 3, 1955.

14. Флоренский В.П. К вопросу о петрографических особенностях кристаллических пород основания Русской платформы по наблюдениям в западной части Башкирской АССР. ДАН СССР, т. 79, № 6, 1951.

15. Флоренский В.П. и Лапинская Т.А. Материалы по петрографии архейских пород центральной и восточной части Русской платформы по результатам глубокого бурения. ДАН СССР, т. 83, № 1. 1952.

16. Флоренский В.П. Роговообманковые породы амфиболитового типа в докембрии Западной Башкирии. ДАН СССР, т. 86, № 4, 1952.

17. Флоренский В.П. и Лапинская Т.А. О кристаллических породах основания Русской платформы по данным глубокого бурения. Нефт. хоз., № 8, 1952.

18. Флоренский В.П. и Лапинская Т.А. О микроклинизации в докембрийских породах восточной части Русской платформы. ДАН СССР, т. 89, № 4, 1953.

19. Флоренский В.П. и Лапинская Т.А. Некоторые вопросы петрографии докембрия Русской платформы на примере его изучения в западной части Башкирской АССР. БМОИП, отд. геологии, т. 28 (6), 1953.

20. Флоренский В.П. и Варенцов И.М. К вопросу о палеозойском вулканизме на востоке Русской платформы, ДАН СССР, т. 95, № 5, 1954.

21. Флоренский В.П. Протерозойские сланцы и железистые кварциты востока Русской платформы. ДАН СССР, т. 105, № 5, 1955.

22. Флоренский В.П., Лапинская Т.А. и Князев В. С. Габбро-диабазы, диабазы и близкие к ним породы восточной части Русской платформы. Труды МНИ, вып. 14, 1955.

23. Флоренский В.П. и Лапинская Т.А. Стратиграфические соотношения основных серий докембрийских пород Волго-Уральской нефтеносной области. Нефт. хоз., № 5, 1956.

24. Юсупов Б.М. К истории формирования Татарского свода. ДАН СССР, т. 95 № 5, 1954.

Таблица Схема сопоставления кристаллических пород фундамента Западной Башкирии с архейскими образованиями Карелии, Украины и Южного Урала

Район /возраст		Карелия (по упрощенной схеме В.П. Флоренского и Т. А. Лапинской)	Украинский кристаллический массив (по Н.П. Семененко и Ю.И. Половинкиной)	Западная Башкирия (по К.Р. Тимергазину)	Западная часть Южного Урала (по М.И. Горань)
	Верхний архей	Ботнийская формация гнейсов и сланцев, возможно, породы Ладожской формации. Вторая (постботнийская) группа интрузий, представленная микроклиновыми гранитами и различными основными и ультраосновными породами	Саксаганская (криворожская) железорудная толща (сланцы, гнейсы, железорудные кварциты, тальково-магнезиальные сланцы). Серия метабазитов (основные эффузивы). Граниты, основные и ультраосновные породы	Вероятно, размыты, так как гальки железистых кварцитов (джеспилитов) встречены в составе конгломератов, залегающих в основании осадочного покрова	Тараташская формация (свита) мётаморфических сланцев, слюдистых и железистых кварцитов, гнейсов, амфиболитов, рассланцованных диабазовых порфиритов, плагио-порфиритов, их туфов и туффитов
		Перерыв	Перерыв	Перерыв	Не обнажены
Архейская группа	Нижний архей	Свионийская формация различных гнейсов, мигматитов и амфиболитов. Первая (пост- свионийская) группа интрузий, представленная олигоклазовыми гранитами, габбро-амфиболитами и гиперстеновыми гранитами	Толща древних гнейсов, состоящая из биотитовых, гранато- биотитовых, пироксено-плагиоклазовых, амфиболито - плагиоклазовых гнейсов и амфиболитов; им подчинены гнейсы с кордиеритом, силлиманитом или ставролитом; мраморы и дайки диабазов. Комплекс плагиоклазовых гранитов, грано-диоритов, основных и ультраосновных пород	Древняя гнейсовая формация, сложенная биотитовыми плагиогнейсами, микроклино-плагиоклазовыми, гранато- биотитовыми и силлиманито-биотитовыми гнейсами; кварцитами и амфиболитами. Толща древних гнейсов прорвана интрузиями более молодых основных магматических пород диабазовой группы

Рисунок Схематическая карта подземного рельефа и петрографического состава кристаллического фундамента платформы Туймазинско-Бакалинского района.

1-биотитовые плагиогнейсы зеленовато-серые, сильно хлоритизированные; 2 - биотитовые плагиогнейсы, краснокоричневые, ожелезненные; 3 - биотитовые микроклино-плагиоклазовые гнейсы; 4 - гранато-биотитовые и силлимонито-биотитовые гнейсы темно-серые и черные; 5 - кварциты; 6 - амфиболиты; 7 - габбро-диабазы; 8 - милонитизированные породы; 9 - скважины, разрез которых изучен по керну и карротажу; 10- скважины, разрез которых изучен только по кароттажу; 11 -отметки поверхности кристаллического фундамента.