О юго-восточном обрамлении Северного Прикаспия
А.К. ЗАМАРЕНОВ, А.Р. БРОЙТМАН. В.Ф. ДУНАЕВ. В.Л. СКИБЕЛЬСКИЙ
С юго-востока солянокупольная область Северного Прикаспия обрамляется структурными зонами северной части плато Устюрт. Развитие на этой территории мощного чехла Слабо дислоцированных третичных отложений создало распространенное мнение о довольно однообразном залегании пород, претерпеваюших в общем пологое погружение на юг.
Первоначальные представления А.Д. Архангельского [2] об Устюрте как одном из «подземных горстов» кристаллического фундамента Русской платформы им самим же впоследствии были отвергнуты [3]. По мере накопления геологических и геофизических материалов стал более определенно выявляться мезокайнозойский структурный план Северного Устюрта и с меньшей степенью гипотетичности решаться вопрос о глубинном строении этого района. Так, в 1945 г. в пределах рассматриваемой территории А.Л. Яншин [12] впервые выделяет так называемый Северо-Устюртский прогиб, который фиксируется им по третичному комплексу пород.
В дальнейшем становится ясно, что из третичных отложений в северной части Устюрта наиболее дислоцированными являются палеогеновые породы. Для этих отложений В.А. Вахрамеев [4] и А.К. Замаренов [8] устанавливают на северных чинках Устюрта очень пологую и широкую антиклинальную складку юго-западного простирания с осью, проходящей несколько к западу от могильника Курган. А.К. Замаренов [8] назвал ее Чагамбайской антиклиналью по имени колодцев на чинках, располагающихся западнее оси данной положительной структурной формы. Подтвердила наличие Чагамбайской антиклинали и С.С. Размыслова, которая, работая на чинках Устюрта в 1950 г., назвала ее Курганской.
Чагамбайская антиклиналь фиксируется прежде всего по полному исчезновению в палеогеновом разрезе отмеченных участков чинков тургайской серии пород и по сокращению до 5 м мощности ащеайрыкской свиты. Кроме того, здесь наблюдается сокращение мощности чеганской свиты и даже миоценовых отложений. Юго-восточное крыло Чагамбайской антиклинали положе северо-западного. Угол наклона крыла равен 0°12', т.е. практически замерить его почти невозможно. Крыло устанавливается главным образом по снижению гипсометрического уровня подошвы тургайской серии пород, ащеайрыкской и чеганской свит на восток вплоть до оврага Табукты и по соответственному нарастанию в этом направлении мощности всех перечисленных стратиграфических горизонтов палеогена. Северо-западное крыло Чагамбайской антиклинали несколько круче, чем юго-восточное. В среднем наклон слоев составляет здесь 0°40'. Ось антиклинали погружается в юго-западном направлении, и складка вскоре расплывается и затухает на борту Северо-Устюртского прогиба (рис. 1).
Большой теоретический и практический интерес представляет вопрос о тектоническом взаимоотношении Чагамбайской и Чушкакульской антиклинальных складок.
Рассматривая условия залегания, состав и мощности палеогеновых отложений Чаграйского плато и прилежащих участков, А.К. Замаренов [8] пришел к выводу, что Чагамбайская антиклиналь является погруженным продолжением Чушкакульской складки, выраженной, как известно, в мезозойских отложениях и являющейся унаследованной структурной формой складчатой системы Урала. Ось этого юго-западного продолжения Чушкакуля намечается им по долине р. Чесан, близ аулов Жол-Уткуль, Таскенчу и Актумсук.
Отмеченный вывод позволил А.К. Замаренову [8] прийти и к другому немаловажному заключению, а именно: рассматривать Чагамбайскую антиклиналь также как унаследованное поднятие и в ее затухании на Северном Устюрте усматривать затухание одной из ветвей уральских герцинид.
В самые последние годы (1955-1956 гг.) в пределах северной части Устюрта и на соседней территории были проведены в значительном объеме гравиметрические, сейсмометрические и электрометрические исследования экспедицией Спецнефтегеофизики.
Некоторые итоги этих исследований освещены в статье Р.Г. Гарецкого и В.И. Шрайбмана [7], в которой авторы пытаются выявить глубинное строение Северного Устюрта. Используя данные гравиметрических и сейсмометрических исследований за 1955 г., авторы приходят к выводу, что ось поднятия, намечающегося на Устюрте в районе Чагамбайской антиклинали по третьему отражающему горизонту (подошва неокома) имеет широтное простирание, тогда как расположенные к северу поднятия обладают примерно меридиональным уральским простиранием.
По мнению авторов статьи, близ чинков Устюрта происходит смена простираний глубинных структурных элементов с меридиональных на широтные, что позволяет им говорить о наличии здесь между ними разлома и о торцовом сочленении «структур складчатого фундамента, простирающихся севернее и южнее чинков Устюрта перпендикулярно друг к другу». Исходя из этого, Р.Г. Гарецкий и В.И. Шрайбман [7] считают, что «Чушкакульская антиклиналь не продолжается на юг дальше северных чинков Устюрта», а отделена от последних зоной «скрытого глубинного разлома с опущенным южным крылом». Отмечая, что простирание разлома, прослеживаемого по полосе повышенных градиентов силы тяжести, примерно повторяет направление северных чинков Устюрта, авторы статьи ставят образование последних в зависимость от данного разлома. Этим самым определяется тектоническая природа чинков Устюрта, хотя и отмечается противоречащий такому выводу факт, что «амплитуда флексурообразного изгиба в меловых и третичных слоях настолько мала, что не улавливается по поведению полученных отражающих площадок».
В настоящее время полностью обработан сейсмометрический материал, полученный в течение 1955-1956 гг. по северной части Устюрта и по соседним с ним участкам, который позволяет в значительной мере уточнить строение этой территории. Для всей площади исследований построена структурная карта по опорному отражающему горизонту, стратиграфически отвечающему подошве неокома (III отражающий горизонт района Эмбы). Наиболее полно и достоверно по опорному горизонту изучены северная (причинковая полоса) и южная (плато Устюрт) части площади работ, и изогипсы здесь проведены вполне уверенно через 50 м. Небольшой по протяженности участок между ними шириной 1-3 км (чинки Устюрта) изучен недостаточно полно, так как здесь проходит всего лишь один профиль (рис. 2).
На приведенной структурной карте опорный горизонт имеет довольно расплывчатые контуры с тенденцией к общему региональному погружению с севера-северо-востока на юг-юго-запад. На фоне этого общего погружения в северной части площади изогипсой -1600 оконтуривается относительно большой и открытый к северу приподнятый участок субмеридионального простирания, осложненный отдельными небольшими вздутиями и впадинами амплитудой порядка 50-100 м.
В самой северной части плато Устюрт, примерно в районе Чагамбайской антиклинали и особенно южнее, изогипсы приобретают несколько более широтный характер. Однако это происходит на фоне общего юго-западного погружения единой приподнятой зоны, имеющей в целом субмеридиональное простирание. Формы контуров изогипс опорного горизонта почти на всей площади имеют извилистый характер, что, по- видимому, свидетельствует о некотором размыве поверхности подстилающих неоком юрских отложений.
Отчетливее вырисовывается структурный план северной части Устюрта в районе Чагамбайской антиклинали и в причинковой полосе по более глубоким горизонтам осадочного комплекса. Впервые для этого района были построены структурные карты по трем условным сейсмическим горизонтам, располагающимся на более низком уровне, чем опорный горизонт (горизонты А, Б и В). Стратиграфическая принадлежность этих горизонтов выяснена недостаточно точно. Однако имеются основания их относить к осадочной толще нижнеюрского возраста, поскольку данные отложения характеризуются теми же условиями залегания, что и в пределах Чушкакульской антиклинали. В частности, и здесь наблюдается довольно резкое угловое несогласие между отложениями, внутри которых проходит опорный горизонт, относящийся к нижнему мелу, верхней и средней юре, и отложениями, к которым приурочены условные горизонты А, Б и В.
Условный горизонт А характеризует строение двух участков: северную часть плато Устюрт в районе Чагамбайской антиклинали (так называемое Западно-Аксайское поднятие по терминологии геофизиков) и центральную часть причинковой полосы (Актумсукское поднятие). На последнем участке этот горизонт на всем протяжении основных профилей как в юго-восточном, так и в северо-западном направлении проследить не удалось. Не прослежен он и далее на северо-восток. В юго-восточном направлении условный горизонт А выклинивается в зоне размыва, которая в плане проходит приблизительно по изогипсе - 2100. В северо-западном и северо-восточном направлениях данный горизонт претерпевает разрыв. На сейсмометрических профилях участки разрыва, как правило, незаметны. Выделены они в виде зон вероятных тектонических нарушений в процессе построения структурной карты, когда по замкнутым полигонам (периметром от 10 до 20 км) наблюдались невязки от 200 до 600 м при достаточно уверенном проведении горизонта.
По тем же признакам намечается еще одна зона нарушений в восточной и юго-восточной частях исследованной территории.
Центральный участок причинковой полосы по условному горизонту А оказался освещенным не полностью. Поэтому был выбран более глубокий горизонт, который расположен ниже поверхности размыва (условный горизонт В). Увязку этого горизонта удалось произвести на том же участке, что и для условного горизонта А (рис. 3 и 4).
Составленные структурные карты по условным горизонтам А и В, как нетрудно видеть, рисуют общую приподнятую зону юго-западного простирания, протягивающуюся от района Актумсука (причинковая полоса) непосредственно на Устюрт в район Чагамбайской антиклинали (Западно-Аксайского поднятия).
В центральной части этой зоны по горизонтам А и В хорошо выделяется Актумсукское поднятие, осложненное с севера, востока и запада участками вероятных нарушений. Это поднятие прослеживается и далее к северу за линией нарушения по горизонту Б, открываясь в сторону Чушкакульской антиклинальной складки. На юге оно после небольшой ундуляции оси переходит в приподнятый участок северной части Устюрта, примерно совпадающий с Чагамбайской антиклиналью А.К. Замаренова [8]. В этом нетрудно убедиться, если сопоставить приведенную выше тектоническую схему со структурными картами по условным горизонтам.
Актумсукское поднятие как по горизонту А, так и по горизонту В характеризуется крутым северо-западным крылом (до 8°) и пологим, слабо выраженным юго-восточным крылом (3-4°). К юго-западу поднятие морфологически менее выражено и обладает на северо-западном крыле углами падения 3-4°, а на юго-восточном всего 1°. Здесь происходит затухание отмеченной приподнятой зоны. Поэтому постепенный переход простирания изогипс по отражающим горизонтам А и В на самом плато Устюрт от субмеридионального к широтному вполне закономерен.
Несколько большую площадь, чем горизонты А и В, в причинковой полосе освещает условный горизонт Б. По этому горизонту намечаются еще два небольших поднятия, расположенные одно западнее, другое восточнее Актумсукского поднятия и отделенные от последнего небольшими прогибами. Западное поднятие оконтурено изогипсой - 2300, и ось его обладает северо-восточным простиранием. Восточное с осью субширотного простирания оконтуривается изогипсами -2400 и -2500.
При сравнении строения исследованной территории по опорному горизонту и по условным горизонтам намечается некоторое сходство структурных планов. Однако структурный план по более глубоким условным горизонтам значительно сложнее. В этом отношении характерно и то, что зоны вероятных нарушений, выделенные по условным горизонтам, совершенно не проявляются в поведении опорного горизонта. Данные нарушения имеют, несомненно, более древнее заложение и возникли на последних этапах формирования более низкого структурного этажа, выражающегося здесь по нижнеюрскому (?) осадочному комплексу.
Приведенные материалы геофизических исследований прежде всего подтверждают наличие в северной части плато Устюрт широкого и пологого поднятия, располагающегося примерно на площади Чагамбайской антиклинали. Ось этого поднятия по сейсмическим данным несколько смещена к востоку по отношению к оси антиклинальной складки, намеченной ранее по третичным отложениям В.А. Вахрамеевым, А.К. Замареновым и С.С. Размысловой.
Поднятие на Северном Устюрте, как показывают сейсмические материалы, не является самостоятельным и имеющим строго широтное простирание, каким его склонны считать. Р.Г. Гарецкий и В. И. Шрайбман [7], а располагается на периклинали единой тектонической зоны, в северо-восточной части которой по условным горизонтам А и В вырисовывается Актумсукское поднятие, а по горизонту
Б еще два небольших поднятия. Оно является в сущности непосредственным продолжением Актумсукского поднятия. Это обстоятельство позволяет говорить о том, что никакого разрыва широтного простирания между поднятием на Северном Устюрте и Актумсукским поднятием, расположенным северо-восточнее чинков, по отмеченным сейсмическим горизонтам не существует.
Не подтверждается широтный разрыв у чинков и по сейсмическому профилю, проведенному через северную часть Устюрта. Сейсмические данные по условным горизонтам А, Б и В намечают здесь несколько нарушений, главным образом субмеридионального уральского простирания, имеющих место лишь в нижнеюрских (?) отложениях. Небольшие поднятия, отмеченные к западу и востоку от Актумсукской структуры по условному горизонту Б, можно рассматривать скорее как затухающие виргации соответствующих крыльев той же антиклинальной складки или как небольшие крыльевые блоковые поднятия.
Таким образом, морфологическая связь Актумсукского поднятия в причинковой полосе с Чагамбайской антиклиналью на Северном Устюрте сейсмическими исследованиями доказывается совершенно определенно.
К сожалению, подобного рода данные отсутствуют к северо-востоку от Актумсукского поднятия. Поэтому остается не полностью решенным вопрос о связи Актумсукско-Устюртской зоны поднятий с Чушкакульской антиклиналью. Сейсмометрические материалы указывают лишь на то, что изогипсы северной части этой зоны очерчивают периклинальное погружение Чушкакульской складки, явно намечая при этом непосредственную связь данных дислокаций.
По третичным отложениям, как уже отмечалось, такая связь выявляется еще определеннее. Подтверждается это и гравиметрическими материалами, которые показывают, что Актумсукский участок находится еще в краевой части Чушкакульского гравитационного максимума.
Таким образом, и геологические и геофизические данные говорят о непосредственной структурной связи Актумсукско-Устюртской зоны поднятий с унаследованной Чушкакульской антиклинальной складкой.
Такое решение вопроса о морфологической связи указанных структурных форм позволяет считать дислокации Актумсука и Северного Устюрта также унаследованными складками, продолжающими далеко на юго-запад одну из ветвей уральских герцинских сооружений.
На Северном Устюрте эта ветвь в виде Чагамбайской складки, по-видимому, затухает и расплывается на борту широтного Северо-Устюртского прогиба.
Это обстоятельство позволяет считать, что никакого торцового сочленения между герцинскими складчатыми структурами уральского и азиатского простираний перед Северным Устюртом не существует. Одна из уральских ветвей, как видно, оконтуривает с севера плато и расплывается на фоне Северо-Устюртского прогиба.
Вывод о том, что Чушкакульская ветвь уральских герцинид, продолжающая зеленокаменную полосу Мугоджарского антиклинория, на юге постепенно затухает, был сделан А.Л. Яншиным еще в 1945 г. [12, 13, 14].
Северная часть плато Устюрт в тектоническом отношении довольно сложное образование. Здесь происходит сочленение двух складчатых структур уральского и азиатского простираний, которые находят свое отражение и в мезокайнозойском структурном плане. Первая из этих структурных форм представлена на Северном Устюрте Чагамбайской антиклиналью, продолжающей сюда одну из тектонических линий Мугоджарского антиклинория. Структурным элементом азиатского простирания является Северо-Устюртский прогиб, который по верхнепалеозойскому структурному плану может отвечать предгорному прогибу или погребенных герцинид А.Л. Яншина [12], или Мангышлакских горных сооружений, протягивающихся, как в настоящее время стало известно, под Устюртом далеко на восток.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авров П.Я. Тектоника и перспективы нефтеносности верхнепалеозойских отложений Актюбинского Приуралья. Изв. АН Каз. ССР, сер. геол., вып. 1 (26), 1957.
2. Архангельский А.Д. Введение в изучение геологии Европейской России, ч. I. Госиздат, 1923.
3. Архангельский А.Д., Михайлов А.А., Федынский В.В., Люстих Е.Н. Геологическое значение аномалий силы тяжести в СССР. Изв. АН СССР, сер. геол., № 4, 1937.
4. Вахрамеев В.А. Континентальные и солоноватоводные отложения олигоцена Северного Приаралья и северных чинков Устюрта. Изв. АН СССР, сер. геол., № 4, 1949.
5. Вялов О.С. О тектонике Устюрта. Записки мин. общества, 2-я сер., вып. 62, ч. I, 1933.
6. Гарецкий Р.Г. Геологическое строение и перспективы нефтеносности южного погружения Мугоджар. Геология нефти, 1958, № 1.
7. Гарецкий Р.Г., Шрайбман В.И. О глубинном строении Северного Устюрта и возможном происхождении его чинков. Изв. АН СССР, сер. геофиз., № 12, 1956.
8. Замаренов А.К. Основные черты тектоники юго-восточной окраины Прикаспийской впадины. Уч. зап. Саратовского гос. ун-та, вып. геол., т. XLVI, 1955.
9. Калинин Н.А. К тектонике юго-востока Русской платформы. Нефт. хоз., № 10, 1954.
10. Казаков М.П., Знаменский В.В. К вопросу о юго-восточном обрамлении Русской платформы. Сб. «Вопросы региональной геологии и методики геологических исследований». Тр. МНИ, вып. 19, 1957.
11. Шрайбман В.И. Глубинное строение Северного Устюрта. Геология нефти, 1957, № 3.
12. Яншин А.Л. О погребенных герцинидах к востоку от Каспийского моря. БМОИП, отд. геол., т. 20, № 5-6, 1945.
13. Яншин А.Л. Взгляды А.Д. Архангельского на тектонический характер юго-восточного обрамления Русской платформы и современные представления по этому вопросу. Сб. «Памяти акад. А.Д. Архангельского». Изд. АН СССР, 1951.
14. Яншин А.Л. О погружении к югу Уральской складчатой системы и тектонической природе Южноэмбенского поднятия. БМОИП, отд. геол., т. XXX, вып 5, 1955.
Институт нефти АНКаз. ССР, Союзная контора «Спецнефтегеофизика»
Рис. 1. Тектоническая схема юго-восточной окраины Прикаспийской впадины. (Сост. А.К. Замаренов, 1953 г.)
I- Чушкакульская антиклиналь в контурах выхода сантона; II - слабо выраженные антиклинальные складки в патеогеновых отложениях: 1 - юго- западное продолжение Чушкакульской антиклинали (Чагамбайская и Актумсукская антиклинали), 2-продолжение Узунтальского антиклинального ответвления, 3-Кулюнкулюнская антиклиналь, 4-южное окончание Кокпектинской антиклинали; III-стратоизогипсы кровли чеганской свиты (по структурной карте С.С. Размысловой и по данным А.К. Замаренова); IV - район развития солянокупольных поднятий; V-солянокупольные поднятия, выявленные геологической съемкой; VI-солянокупольные поднятия, выявленные гравиметрической съемкой; VII - оси антиклиналей; VIII-оси прогибов.
Рис. 2. Структурная карта северной части Устюрта и причинковой полосы по опорному сейсмическому горизонту (подошва неокома). (Сост. В.Л. Скибельский, А.Р. Бройтман, В.Ф. Дунаев.)
1 - 2000 изогипсы по опорному сейсмическому горизонту; 2-Чушкакульская антиклиналь в контурах выхода сантона.
Рис. 3. Структурная карта северной части Устюрта и причинковой полосы по условному сейсмическому горизонту А. (Сост. В.Л. Скибельский, А.Р. Бройтман, В.Ф. Дунаев.)
1 - изогипсы по условному сейсмическому горизонту А; 2 - зоны возможных тектонических нарушений; 3 - Чушкакульская антиклиналь в контурах выхода сантона.
Рис. 4. Структурная карта северной части Устюрта и причинковой полосы по условным сейсмическим горизонтам Б и В. (Сост. В.Л. Скибель ский, А.Р. Бройтман, В.Ф. Дунаев).
1 - изогипсы по условному сейсмическому горизонту Б; 2 - изогипсы по условному сейсмическому горизонту В; 3 - зоны возможных тектонических нарушений; 4 - Чушкакульская антиклиналь в контурах выхода сантона.