О смещении сводов антиклинальных структур в адырной зоне южной Ферганы
(В порядке обсуждения)
И.М. МИХАЙЛОВ
С началом широкого разворота буровых работ на закрытых складках адырной зоны южной Ферганы с целью поисков здесь новых нефтяных месторождений связан ряд неудач в разведке, вызванных в первую очередь несоответствием тектонического строения выше- и нижележащих отложений.
Одной из основных разновидностей дисгармонии в строении антиклинальных структур является смещение поверхностных сводов в молассовых отложениях по отношению к сводам нижележащих палеогеновых и меловых слоев, достигающие иногда значительных расстояний (1000 м и более).
Выявлению причин, обусловивших такие смещения, и самое главное установлению их величины и направления, без чего невозможно научнообоснованно вести дальнейшие разведочные работы, посвящено большое количество как опубликованных, так и рукописных работ.
Наиболее остро вопрос о смещении сводов в Фергане встал при проведении буровых работ на таких адырных площадях, как Чукурлянгарская, Северо- Аламышикская, Акпиляльская, Талмазарская. Здесь, как известно, первыми разведочными скважинами, заложенными по данным поверхностной геологической съемки в их сводовых частях, не удалось установить перегиба слоев на глубине - в отложениях мела и палеогена.
В связи с этим и было высказано предположение, что древние своды адырных складок, расположенных вдоль южного борта Ферганы, смещаются по отношению к поверхностным сводам, тем более, что к тому времени на месторождениях юго-восточной Ферганы - Андижане, Южном Аламышике и других - такие смещения уже были известны.
Впервые предположение о широком развитии в Фергане явлений смещения сводов дается в работах В.И. Попова (1940, 1941), который считает, что в связи с региональным увеличением мощности накопления моласс от обрамления впадины к ее центру при одновременном формировании структур должно наблюдаться последовательное «перекатывание» сводов в неогеновых и древнечетвертичных слоях в сторону увеличения их мощностей. Что касается величины смещения, то она, по мнению автора, составляет 30-35% от мощности моласс, если вычесть влияние асимметрии складок.
В 1944 г. О.А. Рыжков высказал предположение, что смещение сводов в складках Ферганы происходит не только в связи с региональным изменением мощностей отложений, особенно молассовых, и проявлением сингенетической денудации, но и благодаря эпигенетической денудации, обусловливающей местное, присводовое сокращение мощностей. Кроме того, О.А. Рыжков полагает, что складкообразование происходит прерывисто, этапами. Это приводит к образованию в различных комплексах молассовых отложений нескольких осевых плоскостей, число которых соответствует числу происходивших поднятий. Осевая плоскость при этом смещается каждый раз в сторону пологого крыла. А поскольку в большинстве случаев пологим крылом складок в пределах южной зоны Ферганы оказывается северное, то, следовательно, смещение происходит каждый раз от периферии впадины к ее центру.
Выводы о величине и направлении смещения сводов указанных исследователей не оправдали себя при дальнейшем проведении буровых работ в адырной зоне. Они показали, что на некоторых складках «перекатывание» осей вообще не наблюдается, на других складках оси в отложениях палеогена не «докатывались» до предполагаемой величины, в третьих - они смещались в противоположном направлении.
Эти данные были отмечены в последующих работах. Так, по мнению Б.Л. Личкова (1944), оси могут смещаться не только к центру впадины (вверх по разрезу), но и к ее периферии в зависимости от того, на каком крыле растущей складки будет происходить большее накопление молассовых образований. Примерно таких же взглядов на смещение сводов придерживаются в своих работах А.А. Воробьев (1948) и И.П. Зубов (1949).
Существуют и другие представления о генезисе смещения сводов в Фергане: Н. П. Туаев (1949) в своих объяснениях исходит из концепций образования складок под действием волнообразно-колебательных движений; В. Г. Клейнберг (1954) смещение сводов в моласах связывает с образованием продольных разрывов-надвигов в мезозойских слоях; Г.И. Грачев (1956) - с пассивной недостаточностью мощного верхнего комплекса осадков, залегающих несогласно на размытой поверхности антиклинальных структур и подвергавшихся воздействию складкообразующих сил непосредственно снизу и т. д.
К настоящему времени по вопросу о смещении сводов в пределах южного борта Ферганы накопился дополнительный фактический материал. На Найманской, Талмазарской, Акпиляльской и других площадях установлено отсутствие антиклинального перегиба слоев на глубине (Такие структуры связываются с другим видом дисгармонии в строении складок и известны в геологической литературе под названием «ложных», «бескорневых», «неполноценных» или «псевдоскладок».).
На ранее известных или выявленных в последнее время складках, расположенных в южной и юго-западной Фергане, значительных несовпадений в положении палеогеновых и молассовых сводов не наблюдается. К таким складкам относятся Нефтеабадская, Чонгарская, Северо-Сохская; Западная и Восточная Аувальские и другие. Устанавливаемые на некоторых из них смещения сводов, зависящие от целого ряда факторов, в том числе и от изменения мощности моласс, столь незначительны по величине, что практически они не могут сказаться на результатах буровых работ при обычном разносе разведочных скважин в 350-450 м. Максимальная величина смещения на Северо-Сохской складке по геологическому профилю, составленному К.А. Грудкиным, равна примерно 80 м.
Это указывает на то, что на рассматриваемой территории вопреки ожидаемому широкому развитию явлений «перекатывания» осей складок на значительные расстояния мы не можем назвать ни одной структуры, которая могла бы служить хотя бы в качестве примера такого явления.
В пределах же юго-восточной Ферганы на некоторых складках Андижанской группы положения поверхностных осей по молассовым образованиям резко не соответствуют осям по палеогеновым отложениям, смещаясь иногда до 1500-2000 м. Причина таких смещений, по-видимому, прежде всего в специфических особенностях тектонического строения этого участка Ферганы.
Известно, что в адырной зоне южного борта Ферганы основным типом мезокайнозойских структур являются флексуры. По мнению одних исследователей своим происхождением они обязаны движению блоков фундамента вдоль разломов (В.Н. Вебер, Д.П. Резвой, 1948), другие исследователи (С.С. Шульц, 1948; Н.П. Васильковский, 1948) главную роль в образовании таких складок отводят не разломам, которые, по их мнению, являются вторичными образованиями, а собственно складчатым процессам. В них участвует не только мезо-кайнозойский покров, но и палеозойский фундамент, изгибающийся всей своей массой.
Несмотря на существующие разногласия по этому вопросу, бесспорным остается тот факт, что рассматриваемые флексуры так или иначе связаны с движениями фундамента.
Что же касается складок Андижанской группы, то формирование их происходило в более сложной обстановке. По условиям и времени образования здесь, по-видимому, следует выделить два ряда складок почти параллельных друг другу. Первый из них - южный, состоит из Ходжаосманской, предполагаемой В.А. Бабахяном Южно-Андижанской, Шариханско-Ходжиабадской, Бостонской, Южно-Аламышикской и Аимской складок. По всей вероятности, они имеют длительную историю развития (О.А. Рыжков (1956), анализировавший геологическое строение Южно-Аламышикской складки, считает, что она развивалась в юрский (?), меловой и палеогеновый периоды.) и могут быть отнесены к складкам основания по С.С. Шульцу. Второй ряд представлен Палванташской и Андижанской, а также Бостонской, Южно-Аламышикской и Аимской конгломератовыми складками. Они возникли, по-видимому, в альпийскую орогеническую фазу (В.Г. Клейнберг (1957), производивший анализ мощностей мезо-кайнозойских осадков на Палванташской, Андижанской и других площадях, пришел к выводу о их неогеновом возрасте.) на северных крыльях древних поднятий первого ряда в результате надвигания верхней части осадочного покрова по плоскости нарушения, почти непрерывно прослеживающегося от Аимской складки на востоке до Палванташской включительно на западе.
Эти складки при общности происхождения и сходстве поверхностного геологического строения по отложениям палеогена имеют разную морфологию. В одних случаях они представляют собой антиклинальные складки с хорошо развитыми сводами, пологими северными и крутыми, упирающимися в плоскость нарушения, южными крыльями (Палванташ, Андижан), в других случаях плоскость надвига подсекает непосредственно крылья древних складок (Бостон, Южный Аламышик). В последнем случае в отложениях палеогена мы имеем дело фактически с моноклиналями, надвинутыми на сводовую часть древних структур.
Механизм образования антиклинальных складок в молассах, большей частью несогласно перекрывающих нижележащие слои, рассмотрим на примере Южно-Аламышикской антиклинали. О.А. Рыжков (1958) дисгармонию в строении осадков на этой площади объясняет образованием антиклинальной складки в вышележащих отложениях наличием выступа древнего эрозионного рельефа. Бесспорно, здесь свод в молассах расположен непосредственно над выступом южного склона куэсты, образованной северным крылом древней антиклинали, размытой в предбактрийское время до верхнемеловых отложений.
К сожалению, О.А. Рыжков ограничивается указанием этого факта, вследствие чего трудно судить о динамике образования складки в молассовых слоях.
Допустить, что она является складкой облекания, не позволяет фактический материал и в первую очередь то, что углы падения в молассах не увеличиваются вниз по разрезу, как следовало бы ожидать, а остаются примерно одинаковыми по всей толще. Следовательно, в ее образовании принимали участие какие-то другие силы, причем отличные от тех, которые привели к образованию древней складки. В противном случае молассовые отложения, заполнив неровности эрозионного рельефа, подверглись бы дислокации примерно в том же месте, что и подстилающие их слои, так как форма деформации покрывающих отложений в случае сохранения места приложения силы (на растущей структуре при одновременном осадконакоплении) не зависит от формы древнего рельефа, что подтверждается и лабораторными исследованиями, проводившимися Н.В. Хмелевой (1957). Силой, способствовавшей смятию молассовой толщи, и является, по нашему мнению, надвигание верхней части осадочного покрова по плоскости (или плоскостям) нарушения. На Южно-Аламышикской площади такое нарушение в геологической литературе не было известно. Устанавливается оно на основании детального изучения как поверхностного, так и глубинного строения этой площади. На поверхности, вдоль южного склона адыра, соответствующего молассовой складке (древний свод расположен южнее в равнине и в рельефе не выражается), наблюдается нарушение сплошности пород. На это нарушение типа поддвига, проходящее на некотором удалении от поверхностного свода, указывал еще Ф.Л. Чернышев (1940). Надо сказать, что оно очень хорошо видно с самолета по крутым углам падения в молассах вплоть до подвертывания и прекрасно прослеживается на аэрофотосхемах.
Для установления характера нарушения на глубине нами был построен геологический профиль вкрест простирания складки по скв. 136-137 (рис. 1). Как видно на профиле, плоскость нарушения, проходящая вдоль южного склона адыра, связана с выходом на поверхность линии надвига, по которой северное крыло надвинуто на свод складки. Надвиг отчетливо подсекается скв. 16 и является по крайней мере в своей верхней части внутрипластовым, чем только и можно объяснить, что до сих пор он не был выявлен другими исследователями.
В качестве другого аналогичного примера можно привести строение Бостонской структуры. При рассмотрении поперечного геологического профиля через эту складку нетрудно заметить, что и здесь смещение сводов также можно объяснить надвиганием верхней части палеогеновых слоев на толщу молассовых отложений (рис. 2).
Примерно такая же картина наблюдается на Андижанской и Палванташской складках. Правда, здесь в отличии от Бостонской и Южно-Аламышикской площадей по плоскости нарушения надвигается сама палеогеновая складка.
Складки в молассовых отложениях могли возникнуть разными путями. Для структур типа Бостонской и Южно-Аламышикской его легко объяснить движением эрозионного выступа по плоскости нарушения. В этом случае свод в молассах располагается над наиболее высокими участками древнего рельефа. Величина смещения при этом прямо пропорциональна степени размыва древней структуры и обратно пропорциональна амплитуде надвига. В связи с тем, что на рассматриваемых складках эрозионный выступ, подсекаемый нарушением, находится на разном расстоянии от оси древней структуры, величина смещения даже в пределах одной и той же площади будет различной. Если сравнить положение поверхностной оси с глубинной на той же Южно-Аламышикской площади, то в плане они имеют вид ненатянутого лука, направленного на северо-восток. Тетива его соответствует поверхностной оси, стержень - глубинной. Наибольшее расстояние между ними в средней части складки 2000 м, на периклиналях они сходятся.
Для складок типа Андижанской и Палванташской больше подходит объяснение, приведенное в работе А.И. Суворова: «Очевидно, смещение оси Андижанской антиклинали в более древних горизонтах к крутому крылу естественнее связать с особенностями надвига, вблизи которого на глубине горизонтальное перемещение масс пород более значительное (падение сместителя 25°), а ближе к поверхности менее значительное, направленное больше вверх (падение сместителя 60-70°). Вследствие этого изгибающиеся верхние слои отстают в своем движении к юго-востоку от нижних слоев» (Суворов А.И. Тектоническое районирование Ферганской впадины по генетическим признакам. Изд. АН СССР, 1954.).
Приведенное высказывание А.И. Суворова с некоторыми изменениями может быть вполне приемлемо для объяснения механизма смятия молассовой толщи на всех складках Андижанской группы. Для этого следует только допустить, что перемещение верхней части осадочного покрова происходит не только по плоскостям нарушений, фиксируемых скважинами. Выше видимых нарушений перемещение происходит по плоскостям напластования пород. Поскольку же в таком случае амплитуда смещения в каждом вышележащем слое меньше, чем в нижележащем, то и смятие слоев в складки происходит с некоторым отставанием. Это и приводит к последовательному смещению осей сводов в каждом слое от более древних отложений к более молодым, каждый раз в сторону, противоположную перемещению пород.
Независимо от того, какое из этих предположений больше соответствует действительности, ясно, что смещение сводов на этих складках вызвано наличием надвигов.
Таким образом, значительные смещения сводов на складках адырной зоны южной Ферганы наблюдаются только на участках, имеющих специфическое строение. Это следует иметь в виду ферганским геологам при разведке новых нефтеносных площадей.
Кроме того, как видно из изложенного, смещения сводов в Фергане, которые могут сказываться на результатах разведочного бурения, по-видимому, не столь многообразны по форме и не столь широко развиты, как об этом можно судить на основании изучения геологической литературы, посвященной этому вопросу.
ВНИГНИ
Рис. 1. Поперечный геологический профиль через месторождение южный Аламышик (сост. К.А. Грудкин, И. М. Михайлов).
См. подписи к рис. 2.
Рис. 2. Поперечный геологический профиль через месторождение Бостон.
1 - конгломераты; 2 - песок; 3 - песчаник; 4 - глина кирпично-красная; 5 - глина малиновая; 6 – глина зеленая; 7 - глина светло-бурая; 8 - известняк; 9-гипс.