К оглавлению

Типы структур и структурных соотношений осадочного покрова Западной Башкирии

И.М. МЕЛЬНИК

На основании изучения истории развития всей территории Западной Башкирии, а также локальных поднятий ниже дается классификация структур, встречающихся на территории Западной Башкирии. Данная классификация учитывает генезис структур и их пространственное расположение.

На территории Западной Башкирии можно выделить структуры первого, второго и третьего порядков (рис. 1).

А. К структурам первого порядка относится Татарский свод, восточная часть которого расположена в пределах западной части описываемой территории.

Б. К структурам второго порядка относятся крупные валы и валоподобные поднятия, включающие более мелкие структуры третьего порядка.

Среди структур второго порядка в Западной Башкирии выделяются два типа: валы и соляные валоподобные поднятия. К первому типу мы относим Туймазинский и Серафимовский валы. В Туймазинский вал входят Бавлинская, Туймазинская, Ардатовская и Шаранская структуры, в Серафимовский - Леонидовское, Серафимовское, Константиновское и Балтаевское поднятия.

Указанная группа валов имеет хорошо выраженное очертание и отражается не только по поверхности, но и в ряде районов по глубоким девонским горизонтам и имеет явно тектоническое строение с глубоким заложением.

Другой тип структур второго порядка включает валоподобные поднятия, образованные главным образом за счет пластических деформаций, происходящих в соленосных отложениях кунгурского яруса. Эти соляные валоподобные поднятия имеют сравнительно хорошо выраженные очертания в верхнепермских отложениях и кровле кунгурского яруса, но они не прослеживаются по кровле артинских отложений и по всем нижележащим отложениям, т.е. они не имеют глубокого заложения в отличие от валов не только в складчатом основании, но даже в артинских, каменноугольных и девонских горизонтах. Естественно, что тектонические движения накладывали свой отпечаток на формирование указанных поднятий и, возможно, служили причиной для пластической деформации соли, но главная причина формирования соляных валоподобных поднятий заключается во вторичных раздувах (мощностей соленосной толщи кунгурского яруса. В связи с этим для данных поднятий характерно несоответствие структурных форм по верхнепермским отложениям и кровле кунгурского яруса со структурой по артинским и нижележащим отложениям.

К указанному типу структур второго порядка относятся Сараево-Аслыкульское и Федоровско-Стерлибашевское валоподобные поднятия. В литературе они обычно называются Сараево-Аслыкульским и Федоровско-Стерлибашевским валами, так же как и Туймазинский вал, однако, как видно из изложенного, генетически они отличаются от последнего.

В. Структуры третьего порядка объединяют брахиантиклинали и купола, различные по размерам и формам. Среди них автором выделяются четыре группы.

1. Брахиантиклинали и купола, осложняющие валы. В пределах Западной Башкирии к данной группе относятся структуры, осложняющие Туймазинский и Серафимовский валы. По отношению к поверхности складчатого основания указанную группу можно разделить на две подгруппы:

а) брахиантиклинали и купола, расположенные над выступом поверхности складчатого основания;

б) брахиантиклинали и купола, расположенные вдоль крутого склона поверхности складчатого основания.

К первой подгруппе относится Туймазинская брахиантиклинальная складка, ко второй - брахиантиклинальные поднятия Серафимовского вала (Леонидовское, Серафимовское, Константиновское и Балтаевское).

В большинстве структур третьего порядка, осложняющих валы, наблюдается общее соответствие всех горизонтов от перми до девона включительно и наличие асимметричных склонов.

Поскольку указанные брахиантиклинали и купола расположены или над выступом поверхности складчатого основания, или вдоль крутого склона его, то можно считать, что формирование их связано с процессами в докембрийском фундаменте. Эти процессы тесно связаны и обусловлены колебательными движениями, происходящими на платформе.

2. Брахиантиклинали и купола, осложняющие соляные валоподобные поднятия, образуют вторую группу структур третьего порядка. Сюда относятся структуры Сараево-Аслыкульского валоподобного поднятия (Сараевская, Каргалинская, Языковская, Ленинская и Кайраклинская) и Федоровско-Стерлибашевского соляного валоподобного поднятия, включающего крупную Стерлибашевскую и другие более мелкие структуры.

Для данного типа структур характерны меридиональное простирание и хорошо выраженное несоответствие структурных форм горизонтов верхней перми и кровли кунгурского яруса со структурами по кровле артинского яруса и нижележащих горизонтов. Для всех структур характерна также увеличенная мощность соленосных отложений кунгурского яруса в присводовой части, что говорит о том, что в формировании их играли основную роль пластические деформации соленосных отложений.

3. Отдельные брахиантиклинали и купола, расположенные вне валов, составляют третью группу структур третьего порядка. Они образованы теми же колебательными движениями, что и структуры первой группы, осложняющие валы, но расположены вне валов. Их формирование связано не с образованием валов, а с формированием крупных структурных единиц, вмещающих эти локальные поднятия, как, например, крупных структурных выступов, моноклинальных склонов, больших впадин и т. д. Эта группа структур третьего порядка может иметь общее соответствие структурных форм всех рсновных маркирующих горизонтов от перми до девона включительно (Шкапово), может иметь несоответствие между отложениями франского и фаменского ярусов (Копей-Кубово), а также возможен смешанный тип несоответствия.

По сравнению со структурами первой группы они в большинстве выражены менее отчетливо.

Хотя на территории Западной Башкирии в настоящее время не известны отдельные брахиантиклинали и купола, расположенные над выступом складчатого основания и вдоль крутого склона его, однако нахождение таких поднятий вполне возможно, по мере того как будет более детально изучена поверхность докембрийского складчатого основания. К отдельным брахиантиклиналям и куполам (структурам третьей группы) относятся Копей-Кубовская, Шкаповская, Бакалинская (район скв. 4) и др.

4. Отдельные брахиантиклинали и купола, сформированные при участии соли. Все они образованы главным образом за счет вторичных изменений мощности соленосных пород кунгурского яруса я по этой причине обычно не прослеживаются в артинских и других нижележащих отложениях. Для данной группы структур характерны расплывчатое очертание и несоответствие структур верхнепермских и артинских отложений.

К четвертой группе структур третьего порядка следует отнести Михайловскую, Давлекановскую, Елатминскую и др.

Изучение истории тектонического развития и структурный анализ геологического разреза позволяют выделить в разрезе Западной Башкирии крупные структурно-тектонические единицы, которые в свою очередь могут быть подразделены на ряд структурных этажей, соответствующих определенным этапам осадконакопления и структурно-тектонического развития.

В первую очередь в геологическом разрезе следует выделить две крупные структурно-тектонические единицы: докембрийское складчатое основание и платформенный покров.

1. Докембрийское складчатое основание представлено главным образом архейскими сильно дислоцированными, метаморфизованными породами, которые состоят из различного рода гнейсов и амфиболитов. Внутренняя структура основания плохо изучена, и не представляется возможным в настоящее время выделить в нем структурные этажи, соответствующие отдельным этапам тектонического развития.

2. Платформенный покров представлен слабо дислоцированными осадочными образованиями палеозойского возраста. Между указанными крупными структурными единицами наблюдается резкий контакт: региональный перерыв в осадконакоплении с угловыми несогласиями. На одних площадях (Чекан, Бакалы) этот перерыв охватывал промежуток от докембрия до верхнеживетского времени. На других площадях между докембрием и живетским веком накапливались мощные толщи бавлинских отложений.

 Платформенный покров неоднороден, и в его пределах можно выделить ряд структурных этажей второго порядка или этапов осадконакопления и структурно-тектонического развития. Границы этажей или этапов осадконакопления обычно соответствуют усилению тектонических движений, которые нарушают ход сравнительно спокойного развития процессов осадконакопления и обусловливают смену плана колебательных движений и структурную перестройку осадков. Это, конечно, не значит, что везде и на всех площадях должны быть на границах структурных этажей структурные несоответствия или явные размывы и перерывы в осадконакоплении. Указанные перестройки структурного плана на отдельных площадях могли и не вызывать явных структурных несоответствий, но в целом в пределах Западной Башкирии эти этапы можно проследить по тем или иным признакам (рис. 2).

Первый этаж платформенного покрова охватывает «немые» осадки бавлинской свиты, представленные песчано-глинистым, а в нижней части терригенно-карбонатным комплексом пород. В свою очередь этот этаж неоднороден и в нем можно выделить три подэтажа, соответствующие отдельным циклам осадконакопления и структурно-тектонического развития Западной Башкирии.

Первый подэтаж включает осадки терригенно-доломитовой свиты, второй нижнебавлинской и третий верхнебавлинской свит. Каждому из подэтажей характерен свой комплекс осадочных пород.

Нижний подэтаж плохо изучен, так как он вскрыт на немногих площадях единичными скважинами (Серафимовка, Калтасы и др.) Второй подэтаж охватывающий песчано-глинистые породы нижнебавлинской свиты, заканчивается перерывом и последующим накоплением базальных конгломератов в основании вышележащей верхнебавлинской свиты, которая характеризует третий подэтаж осадконакопления. Осадки верхнебавлинской свиты распространены в пределах Западной Башкирии гораздо шире, чем нижележащие отложения нижнебавлинской или терригенно-доломитовой свиты, выполняя впадины в тектоническом и эрозионном рельефе докембрийского складчатого основания. Этот подэтаж также заканчивается перерывом в осадконакоплении на границе с фаунистически охарактеризованными отложениями живетского яруса.

Структурные особенности отложений всех трех подэтажей или циклов осадконакопления бавлинской свиты изучены очень плохо, так как они вскрываются небольшим количеством скважин на разрозненных площадях. Кроме того, здесь нет надежных маркирующих горизонтов. Это особенно относится к мощной толще верхнебавлинских отложений, которая вскрывается несколько большим числом скважин по сравнению с нижележащими отложениями. Однако на основании наличия двух явно выраженных перерывов в осадконакоплении и находок в разрезе габбро-диабазовых интрузий мы вправе ожидать, что структурные формы бавлинской свиты будут не соответствовать структурным формам вышележащих отложений девона. Возможны несоответствия структур между нижне- и верхнебавлинскими отложениями. Таким образом, в разрезе «немых» отложений бавлинской свиты мы можем встретить погребенные структуры, благоприятные для скопления нефти. Особенно внимательно должны изучаться отложения нижнебавлинской свиты, где имеются хорошие песчаные коллекторы для скопления нефти, а в отдельных случаях и нефтепроявления. В пределах отложений бавлинской свиты, может быть, имело бы смысл выделить отдельно самостоятельные структурно-тектонические этапы, но поскольку указанные выше подэтапы еще плохо изучены и практически в пределах Западной Башкирии еще хорошо не изучена ни одна структурная форма в бавлинских отложениях и тем более ее соотношение со структурой по другим вышележащим или нижележащим горизонтам, то автор ограничился здесь выделением всех указанных отложений в один этап с разделением его на подэтапы или циклы осадконакопления и структурно-тектонического развития.

Второй этаж охватывает отложения девона от живетского яруса до франского яруса включительно. В нижней части этажа отложения среднего девона ложатся с перерывом на породы верхнебавлинской свиты.

Осадки этого этажа испытывали неоднократные тектонические подвижки, которые обусловили частую смену мелководных, лагунно-морских песчаноглинистых отложений карбонатными и затем более глубоководными отложениями кыновских, саргаевских и доманиковых слоев.

Более интенсивные тектонические движения, которые отразились на осадконакоплении, произошли в конце франского века и выразились в размыве отложений мендымских и частично доманиковых слоев, о чем говорит факт наличия конгломератов и брекчий и выпадения из разреза мендымских слоев, а также в образовании структур, отличающихся от вышележащих отложений. Так, в районе Копей- Кубово, Ардатовки и др. указанные тектонические движения обусловили несоответствие структурных форм между франскими и вышележащими отложениями.

Третий этаж охватывает отложения фаменекого яруса девона, полностью отложения каменноугольной системы и породы сакмарского и артинского ярусов нижней перми. В нем в. свою очередь можно выделить три подэтажа или цикла осадконакопления.

Первый цикл включает карбонатные отложения фаменекого и турнейского ярусов, второй - терригенные отложения угленосной свиты и карбонатные породы до башкирского яруса включительно, третий охватывает терригенные породы верейского горизонта и карбонатные породы вплоть до артинского яруса включительно.

Как видно, второй и третий циклы начинаются песчано-глинистыми осадками и кончаются карбонатными. В целом третий этаж имеет на многих площадях отличные структурные особенности, т. е. структурное несоответствие с нижележащим вторым или с вышележащим четвертым этажами. Структурное несоответствие между третьим и вышележащим четвертым этажами наблюдается на многих площадях Западной Башкирии (Михайловна, Кировская, Каргалы, Языково и др.).

Четвертый этаж охватывает отложения кунгурского яруса нижней перми, уфимской свиты, казанского и татарского ярусов верхней перми. Здесь также можно выделить три подэтажа или цикла осадконакопления. Первый цикл включает химогенные осадки кунгурского яруса, которые иногда ложатся на размытую поверхность артинских пород (Дубровка, Чекмагуш). Второй цикл охватывает терригенные отложения уфимской красноцветной толщи. Данная толща часто ложится на размытую поверхность кунгурского яруса, выполняя неровность на его размытой поверхности. Третий цикл относится к морским песчано-глинистым отложениям казанского и татарского ярусов.

В результате наличия структурно-тектонических этажей и отдельных циклов осадконакопления внутри них, сопровождающихся иногда сравнительно кратковременными размывами, имеют место структурные несоответствия между третьим и четвертым этажами, а также несоответствия, хотя и не такие резкие, внутри указанных этажей. Например, кровля кунгурского яруса не соответствует структурной форме подошвы кунгурского яруса и кровли артинских отложений (Сараево, Кировская, Каргалы, Языково и др.). Но здесь основное несоответствие заключается главным образом не столько в тектоническом факторе, сколько в пластических деформациях соленосных отложений кунгурского яруса.

Могут быть также структурные несоответствия между верхнепермскими отложениями и породами кунгурского яруса в силу указанных причин размыва кровли кунгурских отложений. Однако на большинстве площадей несоответствие между кунгурскими и верхнепермскими отложениями выражается не очень отчетливо.

Вопросами соответствия структур по различным стратиграфическим горизонтам занимались многие исследователи, так как данный вопрос очень важен для выбора правильной методики поисково-разведочных работ.

В работах А.А. Трофимука [2, 3] разбирались вопросы смещения контуров структур для Туймазинского поднятия, где имеет место общее соответствие, а также для Михайловской и Ардатовской площадей, где тектоника верхнепермских отложений не соответствует тектонике нижележащих отложений.

В 1954 г. Г.П. Ованесов и Л.Н. Розанов [1] обосновывают бурение в Башкирии структурно-поисковых скважин глубиной до 2000 м станком типа «Уфимец» наличием несоответствия структур по различным стратиграфическим горизонтам. Указанные авторы в пределах Башкирии выделяют следующие соотношения структур различных горизонтов: «1) нормальное соотношение структуры всех горизонтов (туймазинский тип); 2) куполовидное поднятие верхних горизонтов в результате пластической деформации соли кунгурского яруса (стерлибашевский тип); 3) облекание размытой поверхности артинского яруса; 4) облекание либо размытой поверхности франского яруса (копей-кубовский тип), либо литологического раздува мощности фаменских слоев (ардатовский тип); 5) несоответствие структуры верхних и нижних горизонтов в результате изменения плана колебательных движений (бирский тип)».

Автор не согласен с выводами Г.П. Ованесова и Л.Н. Розанова о выделении типов структур с облеканием, так как это предусматривает образование структур в верхнепермских и нижележащих отложениях за счет облекания размытой поверхности франского яруса и раздува мощности фаменских слоев (Копей-Кубовская и Ардатовская структуры). Облекание не может идти очень длительное время (от девона до верхней перми включительно) при мощности облекающей толщи пород до 1500 м и при чередовании в разрезе карбонатных и песчано-глинистых мелководных пород. Что касается структур облекания размытой поверхности артинского яруса, то в пределах Западной Башкирии заметные поднятия в верхнепермских отложениях, связанные с облеканием размытой поверхности артинских пород, пока неизвестны.

Автор данной статьи выделяет пять типов соотношений структур по различным стратиграфическим горизонтам для локальных поднятий и разведочных площадей Западной Башкирии.

Первый тип характеризуется общим соответствием структурных поверхностей по основным маркирующим горизонтам от верхней перми до девона включительно. К данному типу следует отнести Туймазинскую антиклинальную складку, поднятия, входящие в Серафимовский вал (Леонидовское, Серафимовское, Константиновское и Балтаевское), и Шкаповское поднятие. Данный тип распространен в районе Туймазинской площади и непосредственно к югу от нее, а также на значительном удалении на юг в районе Шкапово и включает в себя структуры третьего порядка первой и третьей групп.

Второй тип характеризуется несоответствием структурных форм франского и живетского ярусов со структурой по отложениям фаменского яруса и всех вышележащих стратиграфических горизонтов. Данный тип несоответствия обусловлен сменой плана колебательных движений между франским и фаменским веками, которая сопровождалась перерывом е размывом отложенных пород. На многих участках эта смена плана колебательных движений выражалась образованием поднятий на месте прогибов, сформированных в верхнедевонскую эпоху. К данному типу следует отнести Копей-Кубовское поднятие, участок Бакалинской площади в районе скв. 4 и др.

Третий тип включает несоответствия между верхнепермскими отложениями и кровлей артинских отложений. Структура кровли артинских пород согласна со всеми нижележащими горизонтами до живетского яруса включительно. Данный тип несоответствий распространен в основном в районах Башкирского склона Татарского свода и отчасти в пределах краевой части Татарского свода от района Михайловской площади на восток. Он в большинстве случаев связан с увеличением мощности соленосной пачки кунгурского яруса в сводах верхнепермских поднятий, т. е. со вторичными изменениями, обусловленными пластическими деформациями. Данный тип несоответствия распространен главным образом в структурах третьего порядка второй и четвертой групп. К нему следует отнести Каргалинскую, Ленинскую, Языковскую, Михайловскую, Сараевскую, Елатминскую и другие складки.

Четвертый тип включает структуры с несоответствием кровли артинских и вышележащих отложений со структурой по кровле верхнего карбона и всех нижележащих горизонтов до живетского яруса включительно, которые в свою очередь залегают согласно.

Данный тип обусловлен главным образом резким увеличением мощности артинских и сакмарских отложений к востоку, в сторону Предуральской депрессии. В результате этого изменения мощности идет погружение пород девона и карбона вплоть до нижней части сакмарских отложений, а кровля артинских пород образует пологое куполообразное или антиклинальное поднятие. Здесь обычно поднятие в артинских породах формируется на фоне явно выраженной к этому времени моноклинали или впадины на моноклинальном склоне, и из-за сравнительно малой амплитуды образующегося поднятия это моноклинальное залегание нижележащих пород существенно не изменяется. К данному типу следует отнести Кировское и Давлекановское поднятия, расположенные на Башкирском склоне Татарского свода.

Указанный тип иногда может быть несколько осложнен несоответствием верхнепермской артинской структуры, но поскольку для глубокого разведочного бурения поднятия готовятся структурно-поисковым бурением, то часто на смещение верхнепермской структуры не обращают внимания, а основное несоответствие заключается между артинскими и нижележащими каменноугольными и девонскими отложениями. Поэтому данное несоответствие выделяется в самостоятельный тип.

Пятый тип - смешанный. Он может включать комбинацию из двух перечисленных типов. Обычно смешанный тип несоответствий структур встречается редко. К нему мы относим Ардатовскую и, частично, Чекмагушевскую площади. На Ардатовской площади наблюдается несоответствие верхнепермской структуры с арчинской и структуры отложений франского яруса с фаменскими, которые залегают согласно с отложениями карбона вплоть до арчинских, т. е. здесь комбинация второго и третьего типов.

Пока нам известны только два таких случая несоответствия, но не исключена возможность, что их будет больше по мере дальнейшей разведки поднятий Западной Башкирии. Предпосылкой к этому является наличие в геологическом разрезе четырех этапов осадконакопления и структурно-тектонического развития, описанных выше.

В заключение следует остановиться на несоответствиях, связанных с размывом отложений и облеканием размытой поверхности, а также несоответствиях, связанных с выщелачиванием гипсово-ангидритовых и соленосных толщ кунгурского яруса и последующим оседанием вышележащих пород.

Структурные формы размытой поверхности верхнефранского подъяруса покрываются отложениями фаменского яруса. Мы допускаем небольшие облекания этих выступов вышележащими породами, однако облекание не может быть длительным, и обычно фаменские отложения выполняют неровности размытой поверхности верхнефранского подъяруса, а в каменноугольных отложениях процесс облекания прекращается. Об этом говорит тот факт, что мощность турнейских отложений над выступами рельефа верхнефранских отложений, как правило, выдерживается довольно хорошо. Встречающиеся же несоответствия между верхнефранским подъярусом и фаменским ярусом и согласными с ним вышележащими отложениями обусловлены тектоническими причинами (второй тип), а не облеканием. Процессы облекания размытой поверхности, как и выщелачивание отложений кунгурского яруса, не могут создать в условиях Западной Башкирии значительных по размеру и амплитуде поднятий, самостоятельных объектов для глубокой разведки, но они могут осложнять изучение вопросов соотношения структурных форм по различным стратиграфическим горизонтам.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ованесов Г.П. и Розанов Л. Н.К методике поисков структур в девонских отложениях Башкирии. Нефт. хоз., № 11, 1954.

2. Трофимук А.А. К методике разведки структур туймазинского типа в Западной Башкирии. Нефт. хоз., № 8, 1948.

3. Трофимук А.А. Нефтеносность палеозоя Башкирии. Гостоптехиздат, 1950.

Молотовнефть

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 (постбот- нийская) группа интузий, представленная микро- клиновыми гранитами и различными основными и ультраосновными породами	Саксаганская (криворожская железорудная толща (сланцы, гнейсы, железорудные кварциты, тальковомагнезиальные 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) мотаморфических сланцев, слюдистых и железистых кварцитов, гнейсов, амфиболитов, рассланцованных диабазовых порфиритов. плагио-порфиритов, их туфов и туффитов
Архейская группа	Нижний архей	Перерыв	Перерыв	Перерыв	Не обнажены
		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, силлиматином или ставролитом; мраморы и дайки диабазов. Комплекс пла- гиоклазовых гранитов, грано-дио- ритов, 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

Рис. 1. Обзорная карта структур Западной Башкирии.

Рис. 2. Схематическое изображение структурных этажей и типов соотношений структур по различным горизонтам осадочного покрова Западной Башкирии.