„Структуры без корней" сталинградского типа (В порядке обсуждения.)
Г.А. БРАЖНИКОВ
Арчединское, Саушинское, Верховское, Абрамовское и Миронычевское поднятия (рис. 1), осложняющие южную часть Доно-Медведицкого вала (Арчединско-Донские дислокации), представляют собой брахиантиклинальные складки с крутыми западными и пологими восточными крыльями по верхней части палеозойских отложений. Бурением установлено, что сводовые ловушки постепенно уменьшаются от пласта к пласту вниз по площади и по амплитуде. Например, на Арчединском поднятии локальное поднятие уже не прослеживается ниже семилукских слоев, а на Абрамовском ниже задонско-елецких слоев. Нижележащие слои постепенно переходят в моноклиналь восточного падения (рис. 2). Из этого следует первый вывод: Арчединское, Абрамовское, Саушинское, Верховское и Миронычевское поднятия являются «структурами без корней».
Наблюдая изменение условий залегания нижележащих пластов (см. рис. 2), можно видеть, что по живетским отложениям западным крыльям по верхним горизонтам палеозоя Арчединского и Абрамовского поднятий соответствуют флексуры восточного падения, которые с глубиной становятся круче. Из этого следует второй вывод: западным крутым крыльям антиклинальных поднятий Арчединско-Донских дислокаций по верхним горизонтам в нижних горизонтах соответствуют флексуры противоположного восточного падения. Эти противоположные формы являются как бы зеркальным отражением друг друга и располагаются в современном структурном плане одна над другой по вертикали.
На компенсационных профилях видно (см. рис. 2), что древние флексуры резко проявляются в живетское время, а затухание их начинается с евлановско-ливенского времени. Никаких признаков формирования локальных поднятий в живетско-ливенский этап здесь не отмечается. Заметное уменьшение мощностей осадков в районах современных сводов Абрамовского и Арчединского поднятий начинается лишь в башкирско-мячковское время, что ясно выражено на картах изопахид и структурных картах, построенных по различным стратиграфическим комплексам и горизонтам.
Хотя отложения, залегающие стратиграфически выше, полностью или значительно уничтожены или сильно эродированы, следует сказать, что активное формирование описываемых поднятий происходило на рубеже палеозоя и мезозоя, триаса и юры, а возможно и в палеоцене. Например, осадки юрского времени на своде Абрамовского поднятия имеют мощность 30-40 м, а к западу и востоку 60-70 м.
На развитие Арчединско-Донских дислокаций даже в палеоцене указывают косвенные данные, полученные недавно. Непосредственно в указанном районе палеогеновых осадков нет, но на южном продолжении Арчединско-Донских поднятий, на широте г. Калач-на-Дону повсеместно и равномерно распространены средне- и нижнеэоценовые отложения. Палеоценовые отложения на продолжении Арчединско- Донских дислокаций отсутствуют, а восточнее, на Волго-Донском междуречье мощность их достигает 40-80 м, и к западу от южного продолжения Арчединско-Донских поднятий 25- 40 м.
Установив начало формирования перечисленных поднятий и их активное развитие в интервале с конца палеозоя до мезозоя и даже в палеоцене, мы в то же время наблюдаем наличие свода структуры на Арчединском поднятии до семилукских, а на Абрамовском- до задонско-елецких слоев. Это является третьим выводом по формированию Арчединско-Донских дислокаций.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что «структуры» без корней» сталинградского типа формировались без участия дифференциальных движений блоков фундамента.
При попытке объяснить процесс формирования таких структур (конкретно по нашему району) инверсией блоков [1] не было учтено следующее. Если допустить опускание западного блока в мезозое и поднятие восточного [1], или неподвижность восточного блока, то нижние горизонты, находящиеся у фундамента, должны иметь западное падение, как и слои верхней части палеозойского разреза. В действительности этого нет, как нет и разломов и перемятостей, неизбежно возникающих на соприкосновении боковых поверхностей перемещающихся блоков.
Какова же тогда причина возникновения локальных поднятий сталинградского типа? Формирование Арчединского, Абрамовского и ряда других соседних поднятий, как установлено выше, происходило в эпоху всеобщего воздымания в конце палеозоя, в предъюрское время, а также в период всеобщих погружений - юрское, нижнемеловое и палеогеновое время. Всеобщие подъемы вызывали выравнивание больших и малых депрессий, что приводило к образованию в них избыточных поверхностей и объемов. Причем максимальные избыточные объемы и поверхности накапливались при прохождении линии прогибания через стягивающую поверхность, проведенную через бровки существовавших к тому времени прогибов (см. рис. 3, б). Накопление избыточных поверхностей и объемов в этом случае должно быть тем больше, чем уже депрессия и чем больше ее амплитуда (при подъемах) или чем больше пласт был приподнят над стягивающей поверхностью при прогибании при первоначальном положении пласта выше стягивающей поверхности. Избыточные объемы размещаются по периферии прогибов, где, с одной стороны, уменьшается вертикальное давление вышележащих слоев, а с другой - имеется естественный упор, которым может служить флексура, уступ или сброс (см. рис. 3, а). В зоне Арчединско-Донских дислокаций такими периферийными упорами являются древние флексуры и соответствующие им сбросы в фундаменте.
На то, что формирование локальных поднятий в зоне Арчединско-Донских дислокаций проходило именно так, указывает и следующий факт. На всегда крутых западных крыльях поднятий в слоях, выходящих на поверхность, встречаются следы мелкой гофрировки, небольших сколов с амплитудой от нескольких сантиметров до 2-4 м, а восточные крылья обычно пологи и не имеют признаков сгруживания слоев.
Е.В. Милановский, зная об этой особенности по наблюдениям в районе Донской излучины и у г. Фролово, объяснял ее действием непосредственного бокового давления со стороны Урала [2]. Однако Н.С. Шатский показал [3] несостоятельность этих представлений. Таким образом, факт сгруживания западных крыльев Арчединско-Донских складок до настоящего времени оставался необъяснимым.
Явление некоторого «сгруживания» слоев на одном, чаще крутом крыле поднятия, если рассматривать его с наших позиций, раскрывает генетическую основу тектонических «швов» Н. С. Шатского [5], наличие которых он связывает с косвенной унаследованностью древних дислокаций на платформе [4].
В случае продолжающегося прогибания в депрессионной полосе ниже стягивающей поверхности образуется недостаток поверхностей и объемов, что приводит к растяжению восточного крыла сформированной структуры. Этот процесс может привести к выполаживанию западных крыльев описываемых поднятий и, наоборот, к увеличению падения на восточных крыльях, где при достаточном растяжении возможно возникновение сбросов.
Сказанное выше позволяет сделать четвертый вывод по зоне Арчединско-Донских дислокаций, касающийся механизма формирования антиклинальных складок: Арчединско-Саушинская и Абрамовско-Миронычевская антиклинали, имеющие западные крутые крылья по верхнему структурному этажу являются структурами размещения избыточных объемов; Ивановская же брахиантиклиналь является структурной формой, на которую наложены процессы растяжения, связанные с погружением всей зоны Терсинской впадины ниже стягивающей поверхности.
Установив наличие в Сталинградской области «структур» без корней» и их особые условия формирования, рекомендуется такие локальные поднятия называть структурами Сталинградского типа. Это тем более необходимо, что и в других районах, видимо, существуют «структуры» без корней», происхождение которых не связано непосредственно с перемещениями, инверсией, блоков в фундаменте.
Таким образом, в зоне Арчединско-Донских дислокаций размещение избыточных объемов, возникающих в местных прогибах при прохождении через стягивающую поверхность вследствие воздымания или опускания слоев, а также растяжение при погружении слоев ниже стягивающей поверхности являются первостепенными процессами, в результате которых сформировались элементарные антиклинали и флексуры. Элементарные антиклинали косвенно унаследуют, отражают уступ или сброс в более древних отложениях или в самом фундаменте. Элементарные флексуры, возникшие вследствие растяжения, также отражают сбросы или уступы в более древних толщах, но они являются прямо унаследованными структурами.
Изложенные факты и высказанные на основе их соображения имеют определенное значение для практики поисков локальных поднятий. По-видимому, описанные особенности формирования элементарных антиклиналей и флексур характеризуют не только Арчединско-Донские, но и Сурско-Мокшанские, Окско-Цнинские, Керенско- Чембарские и другие подобные им системы дислокаций. Вопрос этот тем более сложен, что должен быть увязан со структурами, которые образовались под влиянием закономерных перемещений блоков в фундаменте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Граблин Е.А. и Масленников Е.А. Перспективы нефтегазоносности девонских отложений зоны Доно-Медведицких дислокаций. Геология нефти, 1957, № 1.
2. Милановский Е.В. Очерк геологии Среднего и Нижнего Поволжья. Гостехиздат, 1940.
3. Шатский Н.С. Очерки тектоники Волго-Уральской нефтеносной области и смежной части западного склона Южного Урала. Нов. серии, вып. 2 (6), 1945.
4. Шатский Н.С. О происхождении Пачелмского прогиба. БМОИП, отдел, геол., том XXX, № 5, 1956.
5. Шатский Н.С. О глубоких дислокациях, охватывающих и платформы и складчатые области (Поволжье и Кавказ). Изв. АН СССР, сер. геол., № 5, 1948.
ЦНИЛ Управления Сталинграднефтегаз.
Рис. 1. Схематическая структурная карта южной части Доно-Медведицкого вала (Арчединско-Донские дислокации).
I - Арчединско-Донские дислокации; локальные поднятия: 1 - Ивановское, 2 - Миронычевское, 3 - Абрамовское, 4 - Ю. Абрамовское, 5 - Арчединское, 6 - Саушинское, 7 - Верховское; II - Иловлинское погружение; III - Терсинская впадина; IV - Мачетанская плакантиклиналь с Ивановской брахиантиклиналью на восточном крыле; V - Восточная моноклиналь Воронежской антеклизы; VI - Иловлинско-Медведицкие дислокации (северная часть Доно-Медведицкого вала).
Рис. 2. Профили компенсации и структурно-геологический профиль через Абрамовское, Ветютневское и Арчединское поднятия.
Рис. 3. Схемы формирования локальных поднятий.
а - схема строения «структуры» без корней» сталинградского типа (1 - условные маркирующие горизонты, 2 - блоки кристаллического фундамента); б - схема формирования поднятий сталинградского типа при подъеме слоя до стягивающей поверхности (2 - поднимающийся слой, 2 - тот же слой, поднимающийся до стягивающей поверхности, з - стягивающая поверхность, 4 - упор на краях изгибающегося слоя).