О механизме перестройки плана складчатости
Б.В. ГРИГОРЬЯНЦ, В.Е. ХАИН
Еще в начале этого столетия исследователи Апшеронского полуострова Д.В. Голубятников [7], И. М. Губкин [11] и другие обратили внимание на различные простирания складок Апшеронского полуострова. Если складки северо-западного Апшерона, такие, как Джоратская и Новханинская, Сараинская и Фатьмаинская, Кечелдагская и Бинагадинская, в строении которых участвуют палеоген и нижняя половина миоцена, ориентированы в направлении, близком к широтному, то простирания большинства антиклинальных поднятий, сложенных плиоценом, являются почти меридиональным. В дальнейшем эта особенность тектоники Апшерона подчеркивалась в работах М.Ф. Мирчинка [13] и М.В. Абрамовича [1]. Последний провел даже районирование территории Апшерона по признаку преобладающего простирания складок.
Тем не менее из этих фактов в то время не было сделано вывода о необходимости выделения в пределах Апшеронского полуострова различных структурных этажей; для этого еще не хватало данных о глубинной тектонике. Естественным поэтому было признание большинством геологов мнения И.М. Губкина [11] о том, что мезозойские структуры юго-восточного Кавказа испытывают в пределах Апшеронского полуострова поворот на юг и простираются уже в меридиональном направлении, как наиболее вероятного. Опираясь на это заключение И.М. Губкина, О.С. Вялов [5] и В.П. Ренгартен [13] высказали даже мысль, что флишевая зона Кавказа, заворачивая резко к югу, продолжается не к Закаспию, а к Эльбрусу на севере Ирана.
В 1944 г. в результате обобщения материалов бурения В.А. Горин [6] первым приходит к выводу о несоответствии структуры плиоцена в пределах Апшеронского полуострова структуре более глубоких горизонтов и в первую очередь мезозоя. К этому мнению в 1945 г. присоединился М.В. Абрамович [2], который объяснял широтную ориентировку Сабунчи-Балаханы-Раманинского поднятия широтно простирающимся «мезозойским залом», составляющим нечто вроде остова Апшеронского полуострова.
Существенную роль в уточнении глубинного строения Апшеронского полуострова и Апшеронской области (Под Апшеронской областью понимается территория Апшеронского полуострова, Апшеронского архипелага и прилегающей части шельфа.) в целом сыграли проводившиеся с конца 40-х годов геофизические работы (главным образом гравиметрические к сейсморазведочные). Частично результаты этих работ были использованы в статьях В.Е. Хаина [15], А.Н. Шарданова, В.Ф. Соловьева и Б.В. Григорьянца [17]. Наконец, эти материалы были обобщены в работах Б.В. Григорьянца [9, 10], в которых автор дает отдельные тектонические схемы палеоген-миоценового и плиоцен-антропогенового структурных этажей.
При рассмотрении схемы (рис. 1) обращает на себя внимание тот факт, что структурные зоны мезозойско-палеогенового этажа отличаются отчётливой выдержанностью своего простирания, тогда как антиклинальные и синклинальные пояса плиоцен-антропогенового структурного этажа претерпевают ряд изломов, вплоть до изменения в ряде случаев простирания от преобладающего меридионального до широтного.
Сейчас нет конкретных данных об условиях формирования структур мезозойско-палеогенового этажа, которые могли бы объяснить указанную выше выдержанность их простирания. Является ли эта выдержанность результатом унаследованности палеозойского или более древнего структурного плана или же складчатость мезозойских (юра и мел) и палеогеновых отложений затронула относительно незначительные глубины, благодаря чему в формировании соответствующих структур не отразилось влияние отличного древнего плана, сказать трудно. Во всяком случае она не должна нас удивлять, поскольку такая выдержанность наблюдается на всей территории юго-восточного Кавказа, где мезозойские отложения достаточно хорошо обнажены. Они находятся в полном соответствии с общим простиранием геосинклинали Большого Кавказа.
Что касается схемы тектоники плиоцен-антропогенового этажа, особенностей строения отдельных складок и их простираний, то здесь можно оперировать более или менее конкретными данными. Можно, например, говорить совершенно определенно о влиянии структур, сложившихся в доверхнемиоценовый период, на формирование складок, рост или прогибание которых происходили в более позднее время.
В пределах Североапшеронской акватории простирание складок верхнего структурного этажа является промежуточным между широтным и меридиональным. В южной половине Апшеронского полуострова и к востоку от него в море складки ориентированы в направлении, близком к меридиональному. Для складок же, расположенных в северной половине Апшеронского полуострова, характерна почти строго широтная ориентировка.
Такое расчленение территории Апшеронского полуострова на три различных участка по характеру простирания плиоценовых структур вполне согласуется с ее глубинным строением.
Чем же определяется глубинная структура каждого из выделенных участков Апшеронской области?
Для Североапшеронской акватории характерна прежде всего значительная приподнятость относительно древних и тяжелых масс. Этот участок на карте аномалий силы тяжести отвечает погружению так называемого Дибрарокого гравитационного максимума, которому вдоль западного берега Каспийского моря соответствует участокот ст. Насосная на юге до ст. Килязи на севере. На тектонической схеме (рис. 1) Дибрарский гравитационный максимум охватывает территорию от Алтыагач-Куркачидагского антиклинория на юге до Тенгинско-Бешбармакского антиклинория на севере.
Менее вероятным следует считать соответствие положительных аномалийных зон Апшеронской области поднятиям кристаллического фундамента или сильно метаморфизованного палеозоя. Если исходить из общей мощности юры, мела, палеогена и неогена в разрезах юго-восточного Кавказа, то минимальная глубина залегания доюрских осадков Апшеронской области должна быть порядка 14 км. Едва ли при такой глубине может резко сказаться влияние тяжелых масс, тем более для участков локальных аномалий силы тяжести, даже таких крупных, как аномалия в районе банок Апшеронская и Цюрупа. С другой стороны, плотность пород палеогена и мезозоя на 0,2-0,3 г/см3 выше плотности пород миоплиоцена. Наконец, бурением на банке Цюрупа, в зоне крупной положительной локальной аномалии силы тяжести, непосредственно под продуктивной толщей была вскрыта юнусдагская свита сантона -нижнего кампана.
Следовательно, как крупные локальные аномалии силы тяжести, так и региональные и в целом гравитационная картина Апшеронской области обусловлены главным образом структурой мезозоя и палеогена. Существенным подтверждением такого мнения может служить соответствие Дибрарского гравитационного максимума в пределах юго- восточного Кавказа (на суше) зоне общего воздымания юрских и меловых отложений. Естественно, что мы не отрицаем влияния различной глубины залегания кристаллического фундамента на общую картину распределения силы тяжести, но влияние ее на детали этой картины в силу изложенного выше не может быть столь заметным.
Таким образом, в целом Североапшеронская акватория характеризуется наибольшим для Апшеронской области воздыманием мезозоя или, иначе говоря, наибольшим приближением последнего к поверхности.
Северная половина Апшеронского полуострова - это переходная зона между Дибрарским гравитационным максимумом и Калинской гравитационной депрессией. Здесь мезозой находится на большей глубине, чем в Североапшеронской акватории. Но в неогене этот участок, по-видимому, испытал значительное воздымание, благодаря чему здесь палеоген выступает на поверхность, а там, где продуктивная толща осталась неразмытой (Кюрдаханы-Маштаги-Бузовны), ее мощность является минимальной для
Апшеронского полуострова и даже в Бузовнинском поднятии продуктивная толща ложится непосредственно на коунские (эоцен) отложения.
Наконец, в южной половине Апшеронского полуострова мезозойские отложения находятся уже на значительной глубине, о чем свидетельствует крупный Калинский гравитационный минимум, протягивающийся на восток через центральную часть о. Артема. Здесь фиксируются максимальные мощности продуктивной толщи, подошва которой в большинстве случаев не вскрыта глубоким бурением, хотя глубины скважин приближаются к 5000 м.
Итак, трем участкам различного простирания плиоценовых структур Апшеронской области соответствуют участки различной глубины залегания мезозойских (и палеогеновых) отложений.
Казалось бы, влияние последних должно было бы в наибольшей степени сказаться там, где они больше всего приближаются к поверхности. В этом случае широтная ориентировка плиоценовых структур в Североапшеронской акватории была бы более естественной, нежели в северной половине Апшеронского полуострова. Чем же объяснить в таком случае обратную картину?
Меридиональную ориентировку (в целом) плиоценовых структур Апшеронской области можно и следует объяснить тектоническими движениями, обусловившими прогибание Каспийской впадины. Меридиональная ориентировка последней говорит сама за себя. Усиленное прогибание Каспийской впадины и в первую очередь средней ее ванны началось перед верхним миоценом [8, 16, 17]. Южная ванна, точнее примыкающая с юга к Апшеронскому полуострову северная ее часть, начала, очевидно, прогибаться ранее. Только этим следует объяснить значительные мощности продуктивной толщи на юге Апшеронского полуострова.
Естественно, что прогибание Каспийской впадины и связанная с этим прогибанием складчатость не могли не считаться с уже существующим структурным планом. Широтные зоны поднятий оказывали существенное влияние на формирование последующей складчатости, и там, где эти поднятия были значительными, как это имеет место в Североапшеронской акватории, осадки плиоцена и главным образом продуктивной толщи создавали (по крайней мере в нижних горизонтах) структуры облекания (Авторы вновь не учитывают фактора диапиризма в формировании локальных структур в пределах Апшеронского полуострова и прилегающих к нему территорий, что вряд ли правильно. - Ред.).
По мере дальнейшего накопления осадков плиоцена и последующего смятия их в складки влияние древнего структурного плана оказывалось меньше и ориентировка складок становилась более близкой к меридиональной. Именно так представляется развитие складчатости в Североапшеронской акватории по материалам геофизических работ и бурения в районе банок Цюрупа и Апшеронской. Эволюция складчатости проявляется не только в изменении простирайся структур, но и в образовании на месте одного крупного поднятия двух более мелких антиклиналей, разделенных между собой синклиналью.
Такой процесс формирования складок в плиоцене, обусловленный тектоническими усилиями, ориентированными в меридиональном направлении, не означает, что широтно ориентированные структуры, развившиеся и отчетливо оформившиеся до плиоцена, оставались совершенно пассивными. Воздымание Большого Кавказа имело место в плиоцене и, несомненно, продолжается в настоящее время, о чем свидетельствуют материалы по изучению неотектонических движений. Нет сомнения в том, что в процессе этого воздымания происходила в соответствующем плане и складчатость. Б.В. Григорьянцем [9] приводились цифровые данные, заимствованные у И. И. Потапова, которые дают количественную оценку роста складок на Апшеронском полуострове в плиоцене. И если рост меридионально ориентированных складок в плиоцене, особенно верхнем, и антропогене происходил значительно интенсивнее, то имел место также процесс роста широтных складок. Последнее особенно характерно для северной половины Апшеронского полуострова, в полосе Джоратской, Новханинской, Фатьмаинской антиклиналий и Кюрдаханы-Маштаги-Бузовнинского поднятия. Есть все основания полагать, что Алтыагач-Куркачидагский антиклинорий, с которым по отложениям мезозоя и палеогена связана указанная полоса апшеронских складок, начиная с палеогена и в течение всего третичного периода, испытывал значительное воздымание. Об этом свидетельствуют угловые и даже азимутальные несогласия, фиксируемые, начиная с палеогена [18], крупные продольные разрывы, продолжавшие существовать даже в первой половине среднего плиоцена, так как они отмечаются в нижнем отделе продуктивной толщи. Подтверждением этому может служить и упоминавшийся выше факт отсутствия или незначительной мощности продуктивной толщи. Наконец, именно с этой полосой совпадает главный водораздел Большого Кавказа на своем крайнем восточном отрезке.
Интересно отметить, что обобщение материалов по повторным нивелировкам позволило М.Г. Атабекову и Ф.С. Ахмедбейли [4] построить графики, на которых отчетливо видно, что максимальная амплитуда воздымания в настоящее время находится как раз на стыке Куркачидагского поднятия с палеогеновыми структурами северо-западного Апшерона.
Именно поэтому складчатость плиоцена в северной половине Апшеронского полуострова не могла развиваться в плане, обусловленном только прогибанием Каспийской впадины. Здесь и продуктивная толща смята в складки с преимущественной широтной ориентировкой. Если эта широтная полоса поднятий, которая получила название Центрально-Апшеронской [10], служила серьезным препятствием в образовании наложенного Советабадско-Гоусанского синклинального пояса (связь Советабадской морской и Гоусанской синклиналей осуществляется через широтную Калагя-Бильгинскуго синклиналь), то Шоуланская синклиналь уже непосредственно связана с Зырянской и их простирание почти строго меридиональное. И это вполне понятно. Вместе с Дибрарским гравитационным максимумом Центрально- Апшеронская зона поднятий испытывает, начиная с мыса Кегна Бильгя, резкое погружение, благодаря чему Шоуланская синклиналь и смежные с ней Мардакянская морская антиклиналь и антиклиналь банки Дарвина оформились как строго меридиональные структуры.
Аналогичные условия сложились и для южной половины Апшеронского полуострова. Здесь погружение мезозойских и палеогеновых отложений оказалось настолько значительным, что влияние этих отложений на формирование молодых структур почти не сказывалось. Частично это влияние ощущается в полосе Кирмаку-Кала, тяготеющей к Центрально-Апшеронской зоне поднятий. Но и для этой полосы (влияние древних поднятий сказывается лишь на раннем этапе миоплиоценовой складчатости, что отмечено для Кирмаку М.Г. Атабековым [3], а для Кала И.И. Потаповым (рис. 2).
На самом юге Апшеронского полуострова также частично сказывается проявление Южно-Апшеронской широтной зоны поднятий, обусловившей широтную ориентировку складок в самых низах продуктивной толщи (Гоусанское и Зырянское погребенные поднятия).
В целом получается довольно закономерная картина интерференции более древнего структурного плана с близширотной (или запад-северо-западной -восток-юго-восточной) «кавказской» ориентировкой простирания складок и более молодого плана с «каспийским» близмеридиональным (или северо-северо-западным - юго- юго-восточным) простиранием структур. На западе, где доплиоценовые антиклинальные складки были достаточно резко выражены, молодые антиклинальные поднятия совпали с древними, но здесь уже проявляется тенденция к вытягиванию синклинальных депрессий в долготном направлении. На востоке, в собственно Апшеронской области, в связи с погружением более древних структур молодая складчатость получила возможность более свободного развития. Молодые складки как бы прорываются сквозь более древние антиклинальные зоны в местах погружения шарниров и затем получают возможность образования самостоятельных поднятий в пределах древних синклинальных депрессий (Мардакяны-море, банка Дарвина, Сураханы, Кала, о. Жилой и др.). Наоборот, встречая приподнятые звенья более древних антиклинальных зон, молодые складки вынуждены на соответствующих участках на некотором протяжении следовать вдоль последних к востоку, пока не достигнут очередного седла и не прорвутся снова к югу, в синклинальную депрессию. В некоторых случаях более древние поднятия, наследуемые более молодыми, постепенно изменяли свою ориентировку, поворачивая по часовой стрелке, примеры чего были приведены выше (Кирмаку, Северное Кала). Чем мощнее становился плиоцен-антропогеновый осадочный покров дальше к югу, тем слабее сказывалось влияние древней складчатости и тем свободнее развивались долготные структуры (например, антиклинальная зона Сураханы - Зых - банка Макарова).
В результате происходившей, таким образом структурной перестройки тектонический план приобрел весьма характерный вид, который в схеме показан на рис. 3. Складки испытывают в определенных полосах коленчатые изломы своего простирания, переходя с северо-северо-западного - юго-юго-восточного направления на почти широтное и снова отклоняясь в долготном направлении.
Интересно, что совершенно аналогичная картина была выявлена французским геологом Ж. Гогелем [18] для одного из районов юго-восточной Франции. Для сравнения приводим здесь схему из книги Гогеля (рис. 4). Нечто весьма подобное отмечается другим зарубежным тектонистом - голландцем Л.У. де Ситтером для Высокого Атласа в Северной Африке [19].
В свете сказанного ясно, что не может быть и речи о незакономерном, беспорядочном расположении складок в пределах Апшеронской области, якобы характерном для так называемой прерывистой или куполовидной складчатости. В действительности наблюдаемая изменчивость простирания складок есть вполне закономерное следствие интерференции двух различных структурных планов.
Произведенный анализ убеждает нас еще и в том, что в период образования молодой складчатости Апшеронской области, так же как и в период образования более древней, действовали определенно ориентированные тангенциальные условия. Довольно очевидно также и то, что усилия эти в плиоцене и антропогене были направлены преимущественно с восток-северо-востока на запад-юго-запад, т.е. из области наиболее глубокой депрессии.
Данные и выводы настоящей работы представляют и определенный практический интерес. Они в известной степени позволяют предугадать расположение погребенных поднятий в современных синклинальных депрессиях и ориентировку древних сводов, унаследованных с доплиоценового времени, длительно развивавшихся антиклинальных структур. Они дают материал для суждения о вероятном относительном времени заложения отдельных структур - более раннем для «кавказских», более позднем для «каспийских» складок; между тем известно, что более ранние и более поздние поднятия находятся в различных условиях в отношении возможности образования скоплений нефти.
Несомненно, что набросанная картина должна быть уточнена глубоким бурением и геофизикой, в основном сейсморазведкой. Но она сама дает исходные данные для проектирования и постановки соответствующих работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамович М.В. Районирование нефтеносных складчатых областей с учетом численных показателей. Изв. АН Аз. ССР, № 12, 1942.
2. Абрамович М.В. Новые взгляды на геологическое строение Ленинского района. Изд. АН Аз. ССР, 1945.
3. Агабеков М.Г. Связь залегания ПК с тектоникой Апшеронского полуострова. Изв. АН Аз. ССР, № 2, 1946.
4. Агабеков М.Г., Ахмедбейли Ф.С. К вопросу изучения неотектоники Азербайджана. Изв. АН Аз. ССР, № 7, 1956.
5. Вялов О.С. Мезозойская (тихоокеанская) складчатость в Азии. Межд. геол. конгр., Тр. XVII сессии, т. II, 1939.
6.Горин В.А. Поиски новых нефтяных залежей в продуктивной толще Апшеронского полуострова. Азнефтеиздат, 1944.
7. Голубятников Д.В. Главнейшие результаты геологических работ, произведенных на Апшеронском полуострове в 1903 г. Изв. Геол. ком., т. XXIII, № 5-6, 1904.
8. Григорьянц Б.В. Тектонические соотношения складчатых зон Большого Кавказа и Апшеронской области. Автореф. канд. дисс., Баку, 1955.
9. Григорьянц Б.В. Палеоген-миоценовый структурный план Апшеронской области. ДАН Аз. ССР, № 10, 1955.
10. Григорьянц Б.В. Структурная схема плиоцен-антропогенового этажа Апшеронской области. АНХ, № 8, 1956.
11. Губкин И.М. Тектоника юго-восточной части Кавказа в связи с нефтеносностью этой области. Горно-геолого-нефтяное издательство, 1934.
12. Мирчинк М.Ф. Тектонические проблемы юго-восточного Кавказа. Азнефтеиздат, 1935.
13. Ренгартен В.П. Общий очерк тектоники Кавказа. Межд. геол. конгр., Тр. XVII сессии, т. II, 1939.
14. Xаин В.Е. Тектоническое строение Азербайджана. Тр. Конф. по вопр. регион, геол. Закавказья. Изд. АН Аз. ССР, 1952.
15. Xаин В.Е. Тектонические проблемы Каспийской впадины. Бюлл. МОИП, отд. геол., № 2, 1954.
16. Хаин В.Е., Шарданов А.Н., Соловьев В.Ф., Григорьянц Б. В. Тектоническое положение Апшеронского полуострова в системе Большого Кавказа. (По новым материалам.) Изв. АН СССР, сер. геол., № 1, 1955.
17. Шарданов А. Н., Григорьянц Б. В. Мурадян В.М. Новые данные о внутрипалеогеновых перерывах и несогласиях на юго-восточном Кавказе. Изв. АН Аз. ССР, № 9, 1955.
18. Goguel J. Traite de tectonlgue. Masson, P., 1952.
19. De Sitter L. U. Structural geology. Me Graw Hill, N. Y., 1956,
Институт геологии АН Азерб. ССР, МГУ
Рис. 1. Соотношение мезозойско-палеогеновой и плиоцен-антропогеновой складчатости Апшеронской области.
А - широтные зоны поднятий мезозоя и палеогена; Б-поднятия, сформированные до меотиса; В - послемеотические унаследованные поднятия; Г-поднятия, сформированные в плиоцене и антропогене; Д-предполагаемые домеотические погребенные поднятия; Е- изоаномалы силы тяжести; Ж - тектонические нарушения.
Широтные зоны поднятий: I-Тенгинско-Бешбармакского антиклинория; II - Бегимдаг-Ситалчайского поднятия; III - Алтыагач-Куркачидагского антиклинория; IV-Алаташ-Юнусдагского антиклинория. Антиклинальные поднятия: 1 - Чарахское; 2 - Гюлекское; 3- Бешбармакское; 4- Атачайское; 5 - Кешчайское; 6 -Халанджское; 7-Бегимдагское; 8-Советабадское; 9- Ситалчайское; 10-Западногядысуйское; 11-Гядысуйское; 12 - Алтыагачское; 13-Северокуркачидагское; 14-Каляймахмудское; 15 - Южнокуркачидагское; 16-Кемчинское; 17-Алаташское; 18-Шахандагское; 19-Кабандагское; 20-Агбурунское; 21 - Юнусдагское; 22 - Сарыгаябашинское; 23-Камней Два Брата; 24-банки Апшеронской; 25-банки Цюрупа; 26 - Джоратское; 27-Новханинское; 28-Сараинское; 29 - Фатьмаинское; 30-Кюрдаханы-Маштагинское; 31-Бузовнинское; 32-Бинагадинское; 33 - Кечалдагское; 34-Старое Кала; 35-Калинское; 36-Кирмакинское; 37- Кирмакинское погребенное; 38-Балаханы-Сабунчи-Раманинское; 39-Сураханское; 40-Карачухур-Зыхское; 41- Гоусанское; 42-Мардакянское морское; 43-банки Дарвина; 44-острова Артема; 45-Зыринское; 46-Жилинское.
Рис. 2 Кала. Несоответствие структуры кровли ПК древнему своду.
1-структура кровли ПК; 2-изопахиты ПК; 5 -сбросы; 4-древний свод (мощность ПК менее 90 м).
Рис. 3. Принципиальная схема интерференции кавказской и каспийской складчатости.
1-„кавказская" складчатость; 2- „каспийская" складчатость.
Рис. 4. Схема тектоники Баронин (югДрома).
1-послемиоценовые антиклинали; 2-домиоценовые антиклинали; 3-линии сбросов.