К оглавлению

Геологическое строение северной части Башкирской АССР

Ф. С. КУЛИКОВ, Г. П. ОВАНЕСОВ

В 1950-1956 гг. трестом Башвостокнефтеразведка был проведен большой объем структурно-поискового и разведочного бурения в северной части Башкирии.

Структурно-поисковое бурение велось с целью подготовки структур для разведочного бурения на территории, где сакмаро-артинские известняки и доломиты не обнажаются на поверхности и погребены под кунгурскими и верхнепермскими осадочными образованиями. Это бурение позволило обнаружить большое количество структур, составляющих значительный резерв будущих разведочных работ на поиски промышленных залежей нефти в карбоне и девоне. На ряде подготовленных таким образом структур глубоким разведочным бурением установлено соответствие тектоники нижнепермских, каменноугольных и девонских пород.

На многих поднятиях, где ведутся разведочные работы, обнаружены промышленные залежи нефти в карбоне и на некоторых поднятиях в девоне, что позволяет коренным образом переоценить реальные перспективы промышленной нефтеносности этого района.

На этой территории структурно-поисковым, разведочным бурением, геофизическими и геологическими полевыми исследованиями выявлены четыре основных структурно-тектонических элемента первого порядка: Башкирский свод, Камско-Бельская седловина, Вельский прогиб, Юрезано-Сылвенская депрессия. В последнем регионе подготовка площадей структурным бурением не производилась и имеющиеся положительные структуры выявлены геологической полевой съемкой (рис. 1).

Тектоническое районирование северной части Башкирии нами дается по кровле артинского яруса, кровле угленосного горизонта визейского яруса и кровле терригенного комплекса франского яруса.

Башкирский свод (Раньше был выделен Ф. С. Куликовым под названием Байкибашевского свода.) укладывается в географические рамки Уфимского плато, но в тектоническом отношении они не совпадают. Башкирский свод установлен глубоким разведочным бурением по каменноугольным и девонским породам, структурный план которых не соответствует структурному плану артинских отложений, образующих Уфимское плато.

Уфимское плато по артинским породам рисуется в виде обширного структурного выступа с моноклинальным падением пород на запад и относительно крутым южным склоном. На востоке область Уфимского плато, на долготе с. Дуван, резко ограничивается Юрезано-Сылвенской депрессией, представляющей типичный предгорный прогиб. На юге этот прогиб весьма резко ограничивается Каратауским выступом складчатого Урала. Формирование Башкирского свода, Юрезано-Сылвенской депрессии и всей зоны Приуралья имеет древнюю геологическую историю и проходило в сложной, резко менявшейся обстановке.

По данным разведочного бурения устанавливается относительно высокое положение Башкирского свода перед трансгрессией девонского моря. Высокое положение свода сохранилось до доманикового периода, осадками которого начинается разрез девона на Тастубской и Каировской площадях. По мере удаления на запад и юг от указанных площадей появляются вначале кыновские, затем пашийские и живетские отложения. Следовательно, в период нижнего, среднего девона и в нижнефранское время большая часть территории Башкирского свода оставалась не занятой морскими водами девона. Отсутствие эйфельских, живетских и даже пашийских терригенных отложений девона на большей части Башкирского свода свидетельствует о том, что этот свод был сформирован в период додевонской трансгрессии.

В дальнейшем тектонический процесс шел по линии смещения вершины свода в южном и юго-западном направлениях и это смещение было связано с формированием Каратауского выступа. Вершина современного Башкирского свода по девону отчетливо выделяется по линии поднятий Нуримановской тектонической зоны, простирающейся от с. Мишкино на северную часть выступа Кара-Тау. Об этом смещении свидетельствуют следующие материалы. В скв. 1 и 2 Тастубской площади и скв. 1 Каировской площади, где на бавлинскую толщу ложится доманик, отметки кровли бавлинских пород равны соответственно 1799, 1774 и 1652 м. На Красноключевском поднятии, где на бавлинскую толщу ложится весь комплекс терригенных отложений девона, включая такатинские, живетские и нижнефранские образования морского девона, кровля бавлинских пород лежит на 1420-1540 м, кровля кыновских слоев на 1400-1560 м ниже уровня моря. Красноключевское поднятие, расположенное в восточной части Нуримановской зоны, почти примыкает к Кара-Тау.

Кровля бавлинских и нижнефранских пород в скв. 3 у с. Караидель залегает на 1566 и 1560 м, далее на запад в 30 км в скв. 1 Байкибашевской площади - на 1650 и 1629 м, еще западнее в скв. 6 - на 1734 и 1688 м ниже уровня моря.

Таким образом, перегиб по девонским и додевонским породам наблюдается на запад и восток от с. Караидель. Из приведенных данных следует, что в период накопления морских терригенных осадков девона территория западной части свода и Нуримановская зона были значительно приподняты и девонское море туда не распространялось.

В более поздние периоды геологической истории, вероятнее всего, в фаменское и верхнефранское время, происходили вертикальные смещения с положительным знаком в Нуримановской зоне и с отрицательным на северо-востоке Уфимского плато.

В результате таких перемещений на вершине додевонского выступа образовался склон Башкирского свода, а на склоне этого додевонского выступа формировалась Нуримановская тектоническая зона, доминирующая по высоте залегания девона над всеми прилегающими к ней районами, за исключением выступа Кара-Тау.

Подтверждением предположения о франском времени формирования вершины Башкирского свода на месте Нуримановской тектонической зоны являются резко уменьшенные мощности фаменских и верхнефранских пород в Нуримановской зоне до 200- 270 м против 350-540 м в западных районах Башкирии.

Выступ Кара-Тау и Нуримановская тектоническая зона формировались, видимо, в один геологический период, и последняя является северо-западным продолжением выступа, но значительно погружена относительно самого горста Кара-Тау. Разделение по разлому когда-то единой структуры произошло, вероятно, в верхнепермское или кунгурское время. Геологические исследования, проведенные группой геологов треста Башвостокнефтеразведка в 1954-1955 гг. по разлому, и бурение разведочных скважин на Северо-Культюбинской площади, вблизи юго-западной фронтальной части разлома, показали, что контактирующими породами по разлому являются сакмаро-артинские, верхнекаменноугольные в опущенной части и зильмердакские, катавские во взброшенной части. На северо-западе выступа наблюдается надвигание древних толщ Урала на сакмаро-артинские и каменноугольные известняки, которые собраны в опрокинутые складки. Северная фронтальная часть разлома, хорошо видимая по контакту сакмаро-артинских и каменноугольных пород и древних толщ Урала, на восток от Малояза, затухает в пределах Сулеймановской антиклинали.

Выступ Кара-Тау расчленяет единую систему предгорного Предуральского прогиба на южную Стерлитамак-Казаякскую зону прогиба с типичными фациями рифовых известняков и терригенно-карбонатных отложений сакмаро-артинского возраста и северную - Юрезано-Сылвенскую зону, сложенную терригенными фациями сакмаро-артинского и каменноугольного возрастов. Здесь также распространены рифовые фации, но рифовые известняки отличаются от южной фации значительной глинистостью.

Мощность сакмаро-артинских пород к северу и югу от Нуримановской тектонической зоны увеличивается и достигает 500-700 м. Вблизи северо-западной части Кара-Тау рифовых фаций нет. Имеются локальные рифовые сооружения в виде рифовых банок, мощность которых незначительна; расположены они спорадически, и мощность общего комплекса сакмаро-артинских пород в скв. 26 и 22, пробуренных в 25 км к западу от Кара-Тау, не превышает 300 м. Этот факт свидетельствует о том, что Каратауский выступ и Нуримановская тектоническая зона в период накопления сакмаро-артинских пород испытывали положительные движения и явились своеобразным барьером, разделявшим южную и северную зоны прогиба.

На север от широты Дуван - Караидель Башкирский свод погружается. Поверхность бавлинской толщи у Щучьего озера залегает ниже уровня моря на 2000 м, а терригенные породы девона отсутствуют. На юг от Нуримановской зоны к р. Белая разведочными скважинами установлен южный склон Башкирского свода. Четко установлено и западное погружение Башкирского свода по направлению к с. Бураево. Погружение это зафиксировано многими разведочными скважинами и на протяжении 108 км равно 300-320 м. Далее на запад начинается Камско-Бельская седловина. Таким образом, Башкирский свод занимает огромную площадь - более 10000 км².

Несоответствие структурных планов, мощностей и фаций разрезов нижнепермских, каменноугольных, девонских и додевонских отложений в пределах Башкирского свода обусловлено сложными тектоническими процессами, протекавшими в верхнепалеозойскую эпоху в пределах Урала и западного Приуралья. В период верхнего и частично среднего девона накопление осадков по площади проходило неравномерно.

На западе Башкирии образовался мощный терригенный комплекс осадков до 120 м и более, перекрытый карбонатными образованиями девона мощностью до 400 м. На востоке вблизи Предуральского прогиба и в самом прогибе мощность терригенного комплекса девона по данным разведочных скважин на Культюбинской и Нуримановской площадях, в Охлебинино, Тастубе колеблется от 0 до 35 м. Мощность карбонатных пород девона меняется от 150 до 300 м.

Общая мощность каменноугольных пород на западе Башкирии 840- 850 м, на востоке 1130-1230 м; сакмаро-артинских на западе 40-60 м, на востоке, на Тастубинской, Культюбинской, Охлебининской площадях, достигает 600-700 м. В Нуримановской зоне поднятий мощность сакмаро-артинских пород не превышает 300 м.

Таким образом, установлена определенная закономерность постепенного уменьшения мощности девонских отложений с запада на восток и постепенного увеличения мощности пород карбона и нижней перми в том же направлении (рис. 2). Но на общем фоне изменения мощностей в том или другом направлении имеет место резкое изменение мощности пород ряда горизонтов на отдельных локальных участках, как, например, в Нуримановской тектонической зоне.

Бельский прогиб намечается по девону и карбону и очень слабо выражен по сакмаро-артинским породам. По артинским породам эта область представляет собой переходную структурную форму от Предуральского прогиба в область платформы. Географические границы Бельского прогиба точно пока не установлены из-за недостатка геологических материалов.

По кыновским слоям франского яруса девона Бельский прогиб рисуется в виде обширной структуры с отрицательным знаком. Кровля кыновских пород в скважинах Старо-Петровской площади лежит на отметке - 1750-1800 м.

На юго-восток от Старо-Петровской площади кьгновские породы непрерывно погружаются к Черкассинской площади: севернее г. Уфа, до 2100 м, северо-восточнее г. Уфа (на Турбаслинской площади) до 2200 м и в устье р. Сим (на Охлебининской площади) до 2400 м ниже уровня моря.

Бельский прогиб по нижнефранским породам меняет свое простирание с северо-западного на южное между г. Уфа и устьем р. Сим и далее на юг прослеживается по левобережью р. Белая, располагаясь на отрезке Уфа - Стерлитамак.

Бельский прогиб по девону южнее г. Стерлитамак, погружаясь, по-видимому, сливается с Предуральским прогибом (по девону). Иначе говоря, Предуральский прогиб по девону смещен на запад от указанного на тектонической схеме его положения по пермским отложениям и должно быть частично совпадает с зоной Рязано-Охлебининского вала (см. рис. 1).

Ширина Бельского прогиба доходит местами до 40-50 км. Резкое изменение направления оси прогиба в районе г. Уфа с южного на северо-западное связано с формированием Башкирского свода и комплекса Кара-Тау.

В Бельском прогибе и на сочленении его с Башкирским сводом возможно наличие значительного количества положительных структур в девоне и карбоне.

В районах сочленения Башкирского свода и Бельского прогиба по артинским породам установлено моноклинальное залегание пород. Здесь не установлено локальных артинских структур. Но учитывая, что Нуримановская структурная зона, выявленная по девону и нижнему карбону, расположена в пределах крутого моноклинального склона артинских пород, мы вправе ожидать, что это несоответствие распространяется далеко на юг по периферии Башкирского свода, что и учитывается при разведочных работах в этой области.

Поскольку каменноугольные и девонские породы в области Вельского прогиба содержат промышленные залежи нефти, мы считаем необходимым высказать свое мнение о вероятных особенностях тектонического строения северной части прогиба.

Структуры, выявленные по артинским породам восточнее и северо-восточнее г. Уфа, имеют северное и северо-восточное простирание. Вблизи крутого склона Башкирского свода направление этих структур резко изменяется на северо-западное согласно простиранию свода. Выявление структур в девоне и карбоне на этой территории следует вести глубоким бурением на артинских поднятиях, закартированных структурным бурением (см. рис. 1).

Обращают внимание элементы несоответствия структур нижнего карбона и девона. Это несоответствие обусловлено изменением мощностей пород турнейского яруса и доманика. Так, например, турнейский ярус имеет мощность в скв. 2 Черкассы 96 м, в скв. 5 и 6 Шакша 195 м, в скв. 4 и 3 Турбаслы 125 м.

Мощность доманиковских слоев в этих же скважинах соответственно равна 45, 78, 80 и (в скв. 3) 37 м.

Поднятие по кровле угленосной толщи, наметившееся на участке скв. 5 и 6 Шакша, по девону соответствует склону какой-то структуры или уступу моноклинального склона. Увеличение или уменьшение мощности турнейских пород, видимо, связано с большей или меньшей амплитудой размыва карбонатных отложений турнейского яруса. Замечена такая особенность: на участках, где мощность угленосной толщи большая, мощность турнейских известняков меньшая и наоборот. Иначе говоря, перерыв в осадкообразовании послетурнейского времени имел место и здесь и он создал определенные формы рельефа, который отражается в терригенном комплексе нижнего карбона.

Вследствие этого судить о тектонике девонских слоев по нижнему карбону не всюду возможно. Меняющаяся мощность доманиковых слоев вводит еще большую неясность в структурные планы девона, карбона и перми. Нам представляется, что структурный план нижнекаменноугольных пород в Бельском прогибе соответствует тектонике артинских отложений, а кыновские слои девона залегают не всюду согласно с породами карбона и нижней перми. Эта особенность несоответствия структурных планов значительно осложняет поиски структур и промышленных залежей нефти в девоне в области Бельского прогиба.

Между г. Уфа и г. Бирск по восточному склону прогиба выявлен ряд поднятий по артинским породам. Эти поднятия представляют большой интерес для поисков в них промышленных залежей нефти в карбоне и девоне. Нам пока не всюду известно тектоническое строение артинских пород в Бельском прогибе. Здесь предстоят большие работы по выявлению тектонического строения артинских отложений структурным бурением для дальнейших разведочных работ по выявлению новых нефтяных месторождений в девоне и карбоне.

Камско-Бельская седловин а заключена между Башкирским сводом на востоке и Татарским сводом на западе. На северо-западе, севернее р. Буй, расположена Камская впадина, где кыновские слои лежат на 1900-2200 м ниже уровня моря. Юго-восточнее г. Бирск начинается Бельский прогиб с погружением кыновских слоев на 1900-2400 м ниже уровня моря.

В центральной части выделенной нами Камско-Бельской седловины, в Орьебашевском районе, отметки кыновских слоев около 1750 м, т. е. много выше отметок Камской впадины и Бельского прогиба.

Камско-Бельская седловина не имеет строгих форм седловины, но то, что этот структурный элемент заключен между двумя положительными и двумя отрицательными структурами по ряду горизонтов карбона и девона, дало нам основание выделить структуру типа седловины как структуру, переходную от прогибов к сводам (см. рис. 1).

Положение докембрийского фундамента платформы и его рельефа в области седловины, Бельского прогиба и Башкирского свода нам пока неизвестно. Известно только, что в скважинах на Башкирском своде и в Камско-Бельской седловине при отметках забоя, равных 2200-2500 м, кристаллические породы фундамента платформы не вскрыты. В скв. 5 на Старо-Петровской площади, юго-восточнее г. Бирск, были вскрыты габбро-диабазы, ошибочно принятые в свое время за докембрийские породы фундамента.

Камско-Бельская седловина занимает территорию не менее 15 000 км² и осложнена многочисленными относительно мелкими поднятиями, ориентированными в соответствии со склонами Татарского и Башкирского сводов.

Эти структуры имеют разнообразную форму и расположены более или менее закономерно на структурных линиях, имеющих северо-западное направление в бассейне северо-западного течения р. Белая. В районе р. Кама, между р. Буй и р. Белая, структурные линии изменяют свое направление на северо-восточное я, вытягиваясь вдоль северо-западного склона Камско-Бельской седловины, окаймляют западное погружение Башкирского свода. Установленную закономерность в расположении артинских поднятий можно распространить и на южную часть Пермской области. Эта закономерность позволит с меньшим количеством ошибок вести поисково-разведочные работы на нефть в карбоне и девоне.

Таких структурных зон выделяется пять: Меляшская, уходящая на территорию Татарской и Удмурдской республик; северо-восточнее расположена Кабановская, составляющая северо-западное продолжение Чекмагушевской зоны поднятий; затем Арланско- Дюртюлинская; еще северо-восточнее Ангаеякская и Карабаево-Орьебашская зоны.

На участке с. Николо-Березовка и ст. Камбарка эти структурные зоны постепенно меняют свое направление на северо-восточное, сливаясь с цепью Орьебаш-Югомашевского, Кармановского, Ошьинского и других поднятий, расположенных в самом северо-западном углу Башкирии. Последние поднятия имеют общую структурную связь с Маскудинским, Гажанским и Куединским поднятиями Пермской области.

Структуры, выявленные структурно-поисковым бурением по сакмаро-артинским породам, как установлено разведочным бурением на Арланской, Уртаульской, Акинеевской, Орьебашской, Чераульской и других площадях, соответствуют в плане структурам в каменноугольных отложениях, в частности кровле терригенного нижнекаменноугольного комплекса. Элементы некоторого несоответствия имеют место в юго-западной части Карабаевской зоны. Нижнекаменноугольный структурный план связан в основном с послетурнейскими формами рельефа созданными размывом турнейских известняков.

Довольно убедительные элементы размыва видны в неровной изрезанной поверхности карбонатных пород турнейского яруса, на Арланской площади местами размытых так, что терригенные нижнекаменноугольные образования лежат на размытой поверхности фаменских пород (скв. 14, 11, 39, 32, Арланская площадь). Эти каньонообразные углубления заполнены мощной толщей кластического осадочного материала, представленного преимущественно песчаниками, алевролитами, углисто-битуминозными сланцами, углями и аргиллитами (рис. 3). Структурный план вышезалегающих каменноугольных горизонтов и нижней перми, как правило, соответствует структурным планам подошвы и кровли терригенного нижнекаменноугольного комплекса, соблюдая унаследованность послетурнейского рельефа (рис. 4).

Указанная унаследованность структурных форм не является повсеместной. На Чераульской площади в скв. 1 вскрыт терригенный нижнекаменноугольный разрез мощностью до 90 м против обычных 30-40 м. Он сложен в нижней половине песчаниками, углистыми сланцами и аргиллитами, обычными для отрицательных форм турнейского рельефа, но по кровле угленосной толщи этот участок приподнят.

Соответствие структурных форм карбона и сакмаро-артинских пород, облегчает поиски и разведку промышленных залежей нефти в нижнем и среднем карбоне.

Значительно сложнее соотношение каменноугольного, нижнепермского и девонского структурных планов.

На некоторых площадях наблюдается общее соответствие структурных форм этих планов. К таким площадям относятся Чераульская, Югомашевская, Акинеевская. На Арланской площади структура сакмаро-артинских и каменноугольных пород не соответствует структуре кыновских слоев девона. Видимо, свод структуры по девону смещен к югу или юго-востоку относительно свода каменноугольной и сакмаро-артинской структур. Несогласие объясняется изменением мощности отложений верхнего девона.

На Карабаевской площади скважины разведочного бурения заложены на артинском поднятии. По кровле верейского горизонта и угленосной толщи установлена глубокая мульда, а по нижнефранским слоям наклон на юго-запад. Несоответствие структуры девона структуре карбона обусловлено изменением мощности девонских пород, а несоответствие каменноугольных и артинских отложений - резким увеличением каменноугольных известняков.

В Югомаш-Бураевской зоне отмечено несогласие тектоники нижнефранских отложений с нижнекаменноугольными породами в широтном плане.

Угленосная толща на Югомашевской площади залегает на отметке 1175-1200 м, а в Бураево на 1210- 1218 м.

Кыновские слои на Югомашевской площади лежат на отметках 1795-1820 м, а на Бураевской площади они вскрыты на отметках 1700-1720 м. Это несоответствие тоже обусловлено сокращением мощности фаменских и верхней части франских пород в сторону Бураевской плошади.

Из приведенных материалов следует, что структурное несоответствие между нижним карбоном и нижнефранскими отложениями наблюдается в различных районах, что затрудняет изучение тектоники нижнефранских отложений, к которым приурочены залежи нефти (Арлан). Таким образом, помимо общего закономерного уменьшения мощности девонских пород с запада на восток, отмечены локальные изменения мощности пород девона и турнейского яруса карбона, пока не подчиняющиеся каким-либо закономерностям.

Некоторые из нижнепермских и каменноугольных структурных форм, видимо, соответствуют структурам девона. Об этом соответствии говорят данные бурения на Орьебашевском, Чераульском и Югомашевском поднятиях.

Башвостокнефтеразведка

Рис. 1. Структурно-тектоническая схема севера Башкирской АССР. Сост. Ф.С. Куликов, Г.П. Ованесов.

1 - границы регионов; 2 -линии разломов; 3 -контуры структур

Рис. 2. Геологический разрез Акинеево-Тастуба. Сост. Ф. С. Куликов.

I - известняки; II- песчаники; III - аргиллиты, алевролиты; IV-глины, ангидриты.

Рис. 3. Геологический разрез низов нижнего карбона Арланской площади. Сост. Ф. С. Куликов.

1-известняки; 2-песчаники; 3-аргиллиты, алевролиты; 4-угли, битуминозные сланцы.

Рис. 4. Сопоставление структур по различным горизонтам Арланской площади.

а-; б-; в - С₁; г -