Девон складчатого основания Предкавказья
А. Я. ДУБИНСКИЙ
В послевоенные годы глубокие опорные, разведочные и поисковые скважины, пройденные на ряде поднятий платформенного склона Предкавказья, вскрыли герцинский складчатый фундамент, выраженный большей частью дислоцированными и метаморфизованными сланцами карбона. В немногих скважинах (Нагутской, Невинномысской, Ясенской) предполагалось наличие верхнего девона [1,5] (см. рисунок).
В последнее время девонские породы вскрыты скв. 27 на Александровском поднятии. В них Е.М. Андреева (ВСЕГЕИ) в 1958 г. обнаружила споро-пыльцевые комплексы, подтверждающие девонский возраст пород, предположительно установленный нами при полевом изучении керна в 1957 г.
В 1957 г. конгломераты типа ясенских были обнаружены в скв. 35 Расшеватского месторождения. В том же году скв. 15 Безопасненской площади вскрыла метаморфизованные породы, напоминающие зеленые сланцы Невинномысской, Нагутской и Александровской скважин. Породы этих скважин (скв. 35 и 15) по материалам полевого и микроскопического изучения были также отнесены нами к девону.
Широкое развитие девонских образований в пределах Днепровско-Донецкой впадины, Южного Донбасса, Доно-Арчединского района и Северного Кавказа давало достаточно оснований для предположения о распространении пород рассматриваемого возраста и в Предкавказье.
На Северном Кавказе девон разделяется на четыре свиты [4].
Севернее главной полосы девонских отложений Северного Кавказа известен изолированный их выход, расположенный по р. Уруп южнее станицы Преградной. Нижняя часть разреза по данным Н.А. Спивака сложена порфиритами с дайками сиенито-гранодиоритов, филлитовидных сланцев с дайками гранодиоритов, порфиритов и филлитовидных сланцев с межпластовыми интрузиями фельзитов; венчается разрез этой части разреза филлитовидными сланцами. Верхняя часть разреза состоит из диабазовых порфиритов с прослоями кварцевых альбитофиров и их туфов, туфов среднего состава с небольшими прослоями кремнистых, филлитовидных сланцев, на которых залегают туфы кварцевых альбитофиров и туфо-филлитовидные сланцы. По своему составу урупские породы сопоставляются с первой свитой В.Н. Робинсона, относимой к нижнему - среднему отделам девонской системы. Мощность их достигает 3000 м. С породами урупского выхода связаны медно-колчеданные тела.
На южной окраине Донбасса по данным Ю.М. Пущаровского развиты отложения верхнего отдела девонской системы (Ю.М. Пущаровский, основываясь на определении остатков рыб Д.В. Обручевым, выделяет в основании южнодонецкого разреза отложения живетского яруса небольшой (25 м) мощности), представленные франским и фаменским ярусами [3].
В Доно-Арчединском районе отмечено мощное развитие фаунистически охарактеризованных средне- и верхнедевонских отложений, представленных морскими терригенными и главным образом карбонатными породами общей мощностью свыше 2000 м.
Породы, вскрытые в скв. 27 Александровского месторождения, на основе результатов споро-пыльцевых определений могут быть отнесены к девону. Палеозой вскрыт здесь на глубине 2235 м и пройден до глубины 2328 м. В интервале 2243-2272 м под нижнеюрскими отложениями обнаружены кирпично-красные песчано-глинистые, местами лиловато-серые слабо слюдистые сланцы. Угол падения по керну до 45°. Именно из керна этих интервалов Е.М. Андреевой были выделены Stenozonolriletes extensus Naum., Acanthotriletes inferus Naum. По имеющимся данным первая форма обнаружена С.Н. Наумовой в отложениях франского яруса, а вторая впервые выделена из пород живетского яруса. По мнению Е.М. Андреевой, породы скв. 27 в интервале 2243-2272 м могут быть отнесены к среднему - верхнему девону. Ниже, до глубины 2328 м, этой скважиной вскрыты зеленовато-серые, изредка переслаивающиеся с красно-бурыми слюдистые сланцы. В интервале 2310-2312 м обнаружены трещины (1-8 мм), заполненные молочно-белым кварцем. Углы падения по керну на глубинах от 2310 до 2338 м достигают 70-80°. Плотность пород 2,60-2,62.
Сходство отложений нижнего интервала с описанными выше породами на глубине 2243-2272 м указывает на их одновозрастность. Зеленовато-серые сланцы в свою очередь весьма сходны с палеозойскими сланцами Невинномысской и Нагутской скважин. Они же сильно напоминают гальку сланцев из конгломератов Ясенской и Расшеватской (скв. 35) скважин. Внешне они походят и на некоторые горизонты северо-кавказского девона, в частности на горизонты разноцветных глинистых сланцев внутри известняковой толщи его третьей свиты. В скв. 15, расположенной северо-восточнее скв. 27 рассматриваемого месторождения, Е.М. Андреева обнаружила в интервале 1887-1892 м спору Hymenozonotriletes turbinatus (Wa1tz) Naum. По имеющимся литературным данным эта форма обнаружена в нижнем карбоне (И.Э. Вальц), а позднее описана С.Н. Наумовой из петинских слоев франского яруса Воронежской области. Г.М. Романовской (ВСЕГЕИ) были обнаружены в юрских отложениях Александровской скв. 14 (глубина 1715 м) и Фроловской скв. 1 (глубина 2178 м), расположенной западнее г. Черкесск, переотложенные девонские споры Zonaletes и Azonotriletes platirugosus (Ibr.) Waltz.
Невинномысская скв. P-5 пробурена в своде одноименной антиклинали. Палеозой, залегающий здесь под песчано-глинистыми слабодислоцированными отложениями апта-альба, был вскрыт в интервале 1478-1800 м. Разрез палеозоя начинается зеленоватыми плотными филлитизированными сланцами, которые местами переслаиваются с мелкозернистыми песчаниками [5]. Структура сланцев микролепидобластовая. В интервале 1503-1547 м залегает глинистый полосчатый сланец, имеющий бластопелитовую структуру. Ниже, до забоя, отмечено чередование глинистых и алеврито-глинистых сланцев. В интервалах 1559, 1705, 1749, 1774 м обнаружены шоколадные, буро-лиловые, глинисто-слюдистые и глинисто-хлоритовые сланцы, местами с туфогенным материалом. Породы дислоцированы - углы падения 16-30°, иногда до 70°. По внешнему сходству их с породами верхнего девона Северного Кавказа они были отнесены автором в 1953 г. к этому возрасту; к этому же выводу в 1954 г. пришел и Н.И. Цибовский. Известным подтверждением этому служат определения возраста невинномысского палеозоя, проведенные недавно споро-пыльцевой лабораторией ВНИГНИ, по образцам, собранным А.И. Летавиным. Здесь в интервалах 1478, 1560, 1724 и 1800 м обнаружены единичные споры среднего палеозоя, точнее не определимые.
Нагутская опорная скважина расположена в 25 км северо-западнее г. Минеральные Воды в своде предполагавшейся антиклинали. Палеозой был вскрыт здесь в интервале 2000-2051 м. Он представлен осадочными и магматическими породами, залегающими под слабодислоцированными отложениями титона.
Осадочный комплекс состоит из сланца глинисто-серицитового серо-зеленого цвета, алевропелита слюдистого и алевритового песчаника, также слюдистого. К.Н. Паффенгольц, просмотревший шлифы пород осадочного и магматического комплексов, пришел к выводу, что общая серицитизация всех палеозойских пород в Нагутской скважине несколько более поздняя. Внешнее сходство осадочных пород палеозоя по данной скважине с породами верхнего девона Северного Кавказа, о которых говорилось выше, позволили автору (1956) и Н.И. Цибовскому (1956), а позже и К.Н. Паффенгольцу высказаться об их верхнедевонском возрасте, хотя никаких органических остатков в них обнаружено не было. Угол наклона осадочных пород по керну до 60-85°.
Магматические породы Нагутской скважины представлены розовыми гранит-порфирами, местами по структурным особенностям с отклонением к кварцевым порфирам.
По расположению осадочных пород в виде двух пачек (3 и 10 м) среди сплошных гранит-порфиров и следам горячих контактов на ряде образцов осадочных пород можно предположить, что они представляют ксенолиты девонских пород, захваченных более молодыми (между нижним и средним карбоном) магматическими образованиями - аналогами красных («северных») гранитов, широко развитых южнее в пределах Северного Кавказа и Южного Предкавказья.
На Безопасненском поднятии, расположенном в 63 км севернее г. Ставрополь, в скв. 15 под горизонтальными отложениями апт-альба на глубине 1750 м вскрыты зеленовато- серые кварцитовые сланцы, весьма слабо слюдистые; неясный угол по керну сланцев близок к 70°. В скважине, пробуренной в сводовой части поднятия у станицы Ясенской в 42 км южнее г. Ейск, в интервале 2240-2500 м под слабо уплотненными темно-серыми мелкозернистыми, почти горизонтальными песчано-глинистыми отложениями аптского яруса были вскрыты дислоцированные конгломераты. Последние содержат серо-зеленые с бурым оттенком гравий и гальку песчаников, трещины в которых выполнены розовато-белым жильным кварцем. Размер гальки и гравия от нескольких миллиметров до 30-80 мм. Жильный кварц встречается и в виде самостоятельных угловатых обломков размером 2-15 мм. Конгломераты содержат также зеленую и коричневую гальку глинисто-серицитовых и кварцевых сланцев того же размера, что и галька песчаников. На глубинах 2346 и 2423 м обнаружены очень плотные темно-серые алевролиты и зеленые с переходом в темно-серые глинистые сланцы. Прочным цементом конгломератов служит коричнево-бурое глинистое вещество, которое, как и обломочный материал, довольно сильно метаморфизовано (плотность 2,65).
Угол падения по керну равен 20-35°. Никаких органических остатков не выявлено; о девонском возрасте можно было судить косвенно по составу и степени метаморфизма галек, напоминающих породы девона Северного Кавказа и Южного Донбасса, и по степени метаморфизма цемента, скрепляющего гальку. Многочисленные скважины, пробуренные в этом районе при разведке Каневского, Щербиновского и других поднятий, показали широкое развитие дислоцированных пород карбона.
В Расшеватской скв. 35, расположенной в восточной части одноименного газового месторождения, под отложениями апт-альба на глубине 2795 м вскрыт конгломерат, пройденный до глубины 2848 м. Он состоит из полуокатанных зеленовато-серых и красно-бурых обломков глинисто-серицитовых сланцев, преобладающих среди остальных компонентов конгломерата. Сланцы эти весьма похожи на такие же породы в конгломерате Ясенской скважины. Походят они также на девонские сланцы Александровской скв. 27 и на описанные выше сланцы Нагутской и Невинномысской скважин.
Среди других пород, присутствующих в расшеватском конгломерате, имеются обломки кварцитовых сланцев, весьма близкие по своему петрографическому составу и структуре к аналогичным породам Безопасненской скважины. Как и в ясенских конгломератах, в расшеватском керне присутствуют обломки молочно-белого и кремового жильного кварца. Кроме того, здесь отмечены обломки мраморизованных известняков и известковых сланцев. Размер обломков пород в расшеватском конгломерате равен 10-25 мм; его железисто-карбонатный цемент включает много полуокатанных и неокатанных обломков (2- 3 мм) глинисто-серицитовых сланцев, кварца, рудного минерала и карбонатов. Дислоцированы они слабо (5-15°). Плотность их 2,58-2,60. В целом конгломераты Расшеватской и Ясенской скважин сходны; их отличает размер обломочного материала, значительно более крупный в Ясенской скважине.
Условия залегания девонских пород Предкавказья выяснены пока недостаточно. Предполагается их наличие вдоль южного склона Азовского массива южнее г. Ейск и станицы Кущевской, где они могут залегать моноклинально с падением на юг. На Ясенском поднятии конгломераты девона выступают в присводовой части.
На Расшеватском поднятии девонские конгломераты, известные по скв. 35, также приурочены к своду. В западной части последнего вскрыты дислоцированные глинистые сланцы карбона. Ясенские и расшеватские конгломераты располагаются на южном склоне Азовского массива. Безопасненские кварцитовые сланцы также обнаружены в районе свода одноименного поднятия.
Южнее Армавира и Невинномысска в направлении г. Минеральные Воды протягивается Невинномысско-Надзорненская антиклинальная зона, ядро которой сложено девоном (Александровские, Невинномысская, Нагутская скважины). На Александровском поднятии лучше, чем на других площадях Предкавказья, изучены взаимоотношения пород складчатого основания и покрывающего их мезокайнозойского осадочного чехла. Сводовая часть поднятия, построенная по разным горизонтам, оказывается смещенной на север относительно ядра палеозойской Невинномысско-Надзорненской антиклинальной зоны; девон, слагающий ядро зоны, располагается не в своде, а на южном крыле мезо-кайнозойского поднятия. В своде же последнего вскрываются породы карбона [2].
Основные этапы развития Предкавказья в девоне тесно связаны с геотектоническим развитием Северного Кавказа и Большого Донбасса. Северный Кавказ представлял тогда геосинклинальную область, распространявшуюся далеко на север в пределы современного Предкавказья. Со среднего девона к ней примыкали и, вероятно, с нею сочленялись восточные части Большедонбасского прогиба [1]. Во время верхнего девона усилилась магматическая деятельность на Северном Кавказе, в Южном Донбассе и, вероятно, судя по наличию жильного кварца в обломках ясенских и расшеватских конгломератов, в пределах Предкавказья. В самом конце девонского периода в Предкавказье и Южном Донбассе имели место поднятия, приведшие к размыву накопившихся толщ. Именно в это время, по-видимому, образовались упомянутые выше конгломераты, а также фаменские конгломераты Южного Донбасса. Трансгрессия турнейского моря, наступавшего со стороны Русской платформы, привела к покрытию размытой поверхности девонских и более древних пород Донбасса и Предкавказья осадочными толщами нижнего карбона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дубинский А.Я. К вопросу о происхождении Донецкого бассейна. Материалы ВСЕГЕИ, нов. сер., вып. 14, 1956.
2. Дубинский А.Я. Об унаследованных структурах Восточного Донбасса. Бюл. МОИП, сер. геол., № 1, 1959.
3. Пущаровский Ю.М. Девонские отложения южной окраины Донецкого бассейна. Материалы к позн. геол. стр. СССР. БМОИП, нов. сер., вып. 9 (13), 1947.
4. Робинсон В.Н. Девонская система. Том IX «Геология СССР» (Северный Кавказ), 1947.
5. Цибовский Н.И. Палеозой Центрального Предкавказья. Материалы ВСЕГЕИ, нов. сер., вып. 14, 1956.
ВСЕГЕИ
Рисунок Схематическая геологическая карта домезозойской поверхности Предкавказья и Большого Донбасса.
1 - нижняя пермь; 2 - кунгурский ярус; 3 - артинский ярус; 4 - сакмарский ярус; 5 - верхний карбон; 6 - средний карбон; 7 - нижний карбон; 8-девон (в Донбассе и Северном Предкавказье преимущественно верхний отдел, на Северном Кавказе и в Южном Предкавказье, кроме того, средний, возможно, и нижний отделы); 9 - нижний палеозой, возможно, и верхний протерозой Северного Кавказа и Южного Предкавказья; 10 - архей и протерозой Азовской антеклизы; 11 - средне- и верхнепалеозойские гранитоиды Северного Кавказа и Предкавказья; 12 - главнейшие тектонические контакты; 13 - скважины, вскрывшие породы девона скв. 24 Расшеватская, расположенная юго-восточнее скв. 35, не показана).