Строение поверхности фундамента Куйбышевского Заволжья (По материалам бурения и геофизики.)
А.А. БЫКОВ, Л.Н. ЕЛАНСКИЙ
Для решения вопросов нефтяной геологии, связанных с поисками и разведкой структур в осадочной толще, очень важны сведения о строении кристаллического фундамента. На территории Куйбышевского Заволжья пробурено много скважин, вскрывших докембрийский фундамент. Большинство их расположено в центральной части области, тяготеющей к Жигулевскому своду. На севере и юге области (Сергиевский и Южно-Куйбышевский нефтеносные районы) имеются лишь единичные скважины, пробуренные до кристаллических пород. Таким образом, сведений, полученных в результате бурения, недостаточно для того, чтобы уверенно судить о строении поверхности фундамента в пределах всей рассматриваемой территории. Поэтому данные бурения следует дополнить материалами геофизических исследований.
Впервые при изучении строения поверхности складчатого фундамента Куйбышевского Заволжья результаты геофизики были использованы Э.Э. Фотиади [4]. Затем такая же попытка была сделана Куйбышевской тематической партией Волго-Уральского филиала ВНИИгеофизики.
На первом этапе для качественной характеристики кровли фундамента широко использовались результаты грави- и магнитометрических исследований, которые в комплексе с материалами бурения позволяли в региональном плане проводить тектоническое районирование обширных территорий. Последующее накопление фактического материала по определению физических свойств пород, слагающих разрез, а также усовершенствование методов интерпретации геофизических данных дали возможность перейти к количественным расчетам глубин до фундамента. Эти расчеты очень приближенные, по ним можно было судить лишь о наиболее крупных элементах тектоники.
Дальнейшее совершенствование сейсмических методов разведки (МОВ и КМПВ), а также внедрение в практику нового метода электроразведки (метода становления электромагнитного поля) значительно расширили возможности геофизики.
Данные бурения и указанного выше комплекса геофизических методов были впервые использованы в 1959-1960 гг. геофизическим отделом КуйбышевНИИНП для построения карты рельефа современной поверхности кристаллического фундамента Куйбышевского Заволжья в масштабе 1:500 000.
Исходным материалом для интерпретации магнитометрических исследований послужила аэромагнитная карта масштаба, составленная Западным геофизическим трестом Главгеологии РСФСР по результатам съемки 1958 г. По этой карте было сделано 145 определений глубин до возмущающих магнитных масс различными методами, известными из практики аналогичных расчетов [1] (Расчеты выполнены 3.С. Бархатовой.). Сравнение полученных значений глубин с данными бурения показало, что при определении гипсометрического положения докембрия по аэромагнитным данным наблюдаются наибольшие погрешности по сравнению с данными других геофизических методов, так как, по-видимому, положение верхнего магнитного полюса источника аномалии не всегда совпадает с кровлей фундамента. В лучшем случае, когда глубина до фундамента не превышает 3 км, точность расчетов глубин по магнитным данным составляет ±15-20 %.
В небольшом объеме (15 определений) были рассчитаны глубины по гравитационной карте методами И. Г. Клушина.
При построении карты использовались также глубины до кровли фундамента, взятые с четырех геологических разрезов (Три разреза составлены ВНИИГеофизикой (1959 г.) и один Нижне-Волжским институтом геологии и геофизики (1961 г.).), построенных по данным корреляционного метода преломленных волн. На них получено 57 определений глубин до фундамента вблизи восточной границы и на юго-западе Куйбышевской области.
По опыту применения сейсмической разведки в восточных районах Русской платформы точность количественной интерпретации данных КМПВ нельзя оценить выше ±10-20%.
В 1959-1960 гг. на территории Куйбышевской области ВНИИгеофизикой и КуйбышевНИИ НП проводились электроразведочные работы методом становления электромагнитного поля. Г.П. Алексеев и В.М. Давыдов по результатам количественной интерпретации данных этого метода определили глубины до фундамента в 329 пунктах наблюдений. Точность таких определений также невысокая, приблизительно ±10-20%.
И наконец, глубины до кровли фундамента определялись по данным МОВ. Были использованы материалы 30 сейсмических партий треста Куйбышевнефтегеофизика, проводивших работы в Куйбышевской области в течение 1949-1960 гг.
Искомые глубины снимались с сейсмических разрезов; предполагалось, что кровле фундамента отвечают наиболее глубокие отражающие площадки, залегающие ниже опорного девонского горизонта.
Таким образом, было выполнено еще 392 определения глубин. Чтобы исключить влияние случайных ошибок, для центра площади работ каждой сейсморазведочной партии (150 -200 км2) вычислялась одна средняя глубина залегания фундамента, которая и принималась во внимание при построении карты. Осредненные глубины определены для 20 пунктов.
Можно считать, что наиболее правильно глубины до фундамента для Куйбышевского Заволжья определяются МОВ (точность порядка ±5-10%).
При построении карты рельефа фундамента в районе разбуренных площадей данные бурения и МОВ брались за исходные.
Для районов, слабо изученных бурением (Ставропольская депрессия, Южно-Куйбышевский район), использовались данные КМПВ и электроразведки методом становления магнитного поля. И, наконец, в совершенно неисследованных районах (Ульяновское Заволжье, краевая зона Русской платформы) для построения карты пользовались глубинами, полученными путем количественной интерпретации аэромагнитной карты.
На участках, хорошо изученных бурением, конфигурация уверенных изогипс оставлена в рисовке, предложенной трестом Куйбышевнефтеразведка. Очертания же и простирания структурно-морфологических элементов фундамента на площадях, слабо изученных бурением, показаны с учетом характера гравитационного и магнитного полей. На приведенной карте рельеф поверхности докембрия резко расчленен. На фоне общего моноклинального погружения фундамента в южном направлении выделяются многочисленные выступы и глубокие впадины. Минимальные глубины залегания кровли докембрия отмечаются на Самарской Луке (около 1500 м), а максимальные в Южно-Куйбышевском районе (более 4000 м).
На карте отображен ряд структур первого порядка юго-восточной части Русской платформы (Токмовский, Татарский, Жигулевский своды, Ульяновско-Саратовская, Мелекёсская, Серноводско-Абдулинская и Бузулукская впадины).
В северо-восточной части, карты по бурению выделяются две вершины Татарского свода и разделяющий их Сарайлинский прогиб. В районе Ульяновска (на северо-западе) отметками минус 1800-1900 м оконтуривается юго-восточный склон Токмовского свода. Непосредственно вблизи Ульяновска в долине Волги намечается узкий меридиональный прогиб, который можно отождествить с северным окончанием Ульяновско-Саратовской впадины. Последняя отделена от собственно Мелекесской впадины меридиональным валом фундамента. Наиболее высокое гипсометрическое положение вала фиксируется расчетами по магнитным аномалиям вблизи Сенгилея (абсолютная отметка -1500 м).
Мелекесская впадина, расположенная между Татарским, Токмовским и Жигулевским сводами, представлена сложным чередованием поднятий и прогибов фундамента.
К северу от Мелекесса вблизи с. Юхмачи расположено обширное поднятие, оконтуренное изогипсой минус 1900 м. Примерно по линии Надеждино - Нурлат намечен вал фундамента восток-северо-восточного простирания, осложненный Филипповским, Надеждинским и Нурлатским локальными поднятиями, оконтуренными изогипсами минус 2250 м. На юге указанный вал сопряжен с широтным заливом Серноводско-Абдулинской впадины.
Необходимо отметить, что в строении Мелекесской впадины еще много неясного и предлагаемый вариант ее строения не может считаться окончательным.
Серноводско-Абдулинская впадина отделяет Татарский свод от Жигулевского и Оренбургского сводов. Ось впадины имеет северо-западное простирание по линии Бугуруслан - Серноводск. Абсолютные отметки ее наибольшего погружения превышают 3000 м.
Жигулевский свод - основная положительная структура первого порядка - занимает обширную территорию площадью 30 000 км2.
Центральный массив свода в юго-западной части карты оконтуривается изогипсой минус 2250 м. Переход от центрального массива к его юго-восточному склону выделяется на карте сгущением изогипс по линии Куйбышев - Пугачев. На некоторых участках амплитуда погружения достигает 1500 м на 40 км. Зона крутого склона (абсолютные отметки минус 2250 - 3500 м) постепенно переходит в обширный пологий склон, в пределах которого выделяются несколько положительных и отрицательных структур второго порядка и ряд локальных поднятий. К числу положительных структур могут быть отнесены (с севера на юг) следующие.
Сидоровский выступ, оконтуренный изогипсами 2250 и 2500 м.
Кулешовский выступ, показанный на карте штриховкой (абсолютная отметка около минус 3000 м).
Южно-Куйбышевский выступ, оконтуренный изогипсами 3250 и 3500 м.
Черниговский вал, прослеженный на расстоянии 120-130 км. На фоне приподнятого залегания фундамента в пределах указанного вала намечены четыре локальных поднятия, оконтуренные изогипсами минус 3500 м.
Пестравский структурный мыс широтного простирания, отображенный на карте изгибом изогипсы минус 3250 м.
Чагано-Камеликский вал, представленный на юго-востоке карты локальным выступом, оконтуренным изогипсами минус 3500 и 3750 м. Этот выступ отделен от Чернигов ского вала и Южно-Куйбышевского выступа узкими прогибами (абсолютные отметки минус 3800-3900 м), которые являются частью основной отрицательной структуры второго порядка - Иргизской депрессии. Последняя прослеживается на карте от с. Клинцовка на западе до восточных границ области.
Борская депрессия намечена к северо- западу от г. Бузулука (абсолютные отметки до минус 4000 м).
Жигулевский свод с востока граничит с отрицательной структурой первого порядка - Бузулукской впадиной, которая отделяет его от Оренбургского свода. Впадина, имея северо-восточное простирание, проходит между Пилюгинским выступом Жигулевского свода и Ивановским выступом Оренбургского свода и соединяется с Серноводско-Абдулинской впадиной.
Строение поверхности складчатого фундамента в дальнейшем следует изучать геофизическими методами разведки в комплексе с бурением. Из геофизических методов ведущей должна быть сейсморазведка МОВ.
Для повышения точности определения глубин фундамента по данным геофизики нужно продолжать изучение физических свойств пород осадочной толщи и фундамента, а также следует пробурить дополнительно опорную скважину вблизи с. Б. Черниговка.
Необходимо рекомендовать постановку детальных геофизических работ в зонах Чагано-Камеликского выступов и Черниговского вала. Схематично намеченный электроразведкой ЗС Южно- Куйбышевский выступ требует дальнейшего изучения и подтверждения сейсморазведкой МОВ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Логачев А.А. Методическое руководство по аэромагнитной съемке. Госгеолтехиздат, 1955.
2. Фотиади Э.Э. Геологическое строение Русской платформы по данным региональных геофизических исследований и опорного бурения. Труды ВНИИГеофизики, вып. IV. Гостоптехиздат, 1958.
КуйбышевНИИ НП
Рисунок Схематическая структурная карта поверхности докембрийского фундамента Куйбышевского Заволжья.
1 - глубокие скважины; 2 - точка расчета осредненных глубин фундамента по аэромагнитной карте; 3 - точка расчета осредненных глубин фундамента по материалам сейсморазведки MOB; 4 - точка расчета глубин фундамента по материалам сейсморазведки КМПВ; 5 - точка расчета глубин фундамента по материалам электроразведки методом становления поля; 6 - изогипсы кровли фундамента; 7 - участки приподнятого залегания кровли фундамента. Основные элементы рельефа кристаллического фундамента.
Структуры первого порядка: I - Татарский свод; II - склон Токмовского свода; III - Жигулевский свод; IV - Серноводско-Абдулинская впадина; V - Бузулукская впадина; VI - Прикаспийская впадина.
Структуры второго порядка: 1 - Сенгилеевский вал; 2 - Юхмачинский выступ; 3 - Надешдинско-Нурлатский вал; I - Ново-Буянский выступ; 5 - Сидоровский выступ; в - Пилюгинский выступ; 7 - Жигулевский вал; 8 - Покровский выступ; 9 - Кулешовский выступ; 10 - Южно-Куйбышевский выступ; 11 - Пестравский структурный мыс; 12 - Черниговский вал; 13 - Чагано-Камеликский выступ; 14 - Борская депрессия; 15 - Иргизская депрессия