К оглавлению	УДК 551.24(470.41)
	© Н. 3. Шакиров, 1991

О роли сарайлинских образований в формировании структуры среднего карбона (На примере отложений Камско-Кинельской системы прогибов.)

Н.З. ШАКИРОВ (ТатНИПИнефть)

К концу тульского времени впадины Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП) постепенно утрачивают морфологическую выразительность: профиль снивелирован, очертания нечетки. Тем не менее, намечаются отдельные элементы связи толщ, участвующих в строении впадин, и более молодых, перекрывающих их литологических комплексов. Отчетливо проступают контуры отдельных структурно-фациальных зон и ограничивающих их линейных структурных элементов и, по-видимому, не только потому, что последние и в послетульское время проявляли значительную тектоническую активность, но, и в известной мере, благодаря различиям в строении разрезов слагающих их пород.

Предполагалось, что линейной дифференциации структурных поверхностей верхнедевонско-нижнекаменноугольного терригенно-карбонатного комплекса в послетульское время способствовали процессы неравномерного уплотнения ранее накопившихся осадков (в зависимости от их глинистости).

Поступление основной массы тонкообломочного материала приходится на елховский, радаевский, в меньшей мере бобриковский этапы развития впадин [5], когда карбонатная (глинисто-карбонатная и карбонатно-глинистая) фаза седиментации повсеместно сменилась терригенной и, как следствие, резко усилились процессы компенсации и затягивания центральных котловин. Поэтому наибольшие объемы терригенных осадков тяготеют к этим зонам.

Соответственно распределены и глины. Содержание их в разрезах нигде не опускается ниже 40, местами возрастает до 90 % при градиентах изменений суммарных толщин 0,007-0,015 у внутренних (южных и восточных) и 0,005- 0,092 м/м - внешних (северных и западных) бортов.

На краевых частях впадин на фоне резкого сокращения общей толщины терригенных образований глинистые породы распределены еще менее равномерно. На внутренних бортах и в прибортовой зоне общая толщина их выдерживается в пределах 10-25 м, несколько возрастая от периферии к центру, в то время как на внешних местами достигает 75-180 м и более (скв. 107, 153, 158 Привятка, 146 Северный Купол и др.). Удельный вес их в толще пород достигает 60 %; встречаются разрезы, полностью или почти полностью сложенные ими (скв. 120 Приказанская, 127 Северный Купол и др.).

Аналогичные разрезы вскрыты у самых южных границ республики, на значительном удалении к западу от Усть-Черемшанской впадины, в узкой субширотной зоне, составляющей предположительно западное ее ответвление (Карлинское).

Глинистые образования здесь связаны с двумя пачками терригенных пород: нижней, охватывающей верхнефаменско-нижнетурнейские отложения, и верхней - малиновско-яснополянской. Между ними залегает мощная (50-100 м) толща карбонатных пород верхнетурнейского возраста.

Кроме того, локальные и зональные изменения литологии и толщины терригенных отложений, особенно на стадии замыкания впадин, в значительной мере обусловлены наложенными денудационными и эрозионно-аккумуляционными процессами, определившими также наряду с унаследованными от предыдущих этапов развития малыми структурными формами (локальными поднятиями облекания с верхнедевонско-нижнекаменноугольными биогермными сооружениями в ядрах) морфологию палеоповерхностей бортовых равнин.

Уплотнение глин происходит под действием гравитационных сил: собственного веса и все более возрастающей массы перекрывающих отложений по мере их накопления.

При этом, по-видимому, [3] минералогический скелет первичного осадка не претерпевает сколько-нибудь существенного переформирования, хотя объемы его в зависимости от вещественного состава могут сократиться в несколько раз.

Здесь глины представлены в сочетании двух минералогических типов по составу основных породообразующих минералов: преимущественно каолинитового (бобриковский горизонт) и гидрослюдистого (в низах терригенных толщ в елховском, в меньшей мере радаевском горизонтах). В тульской части отложений распространены в основном каолинитово-гидрослюдистые глины; мономинеральный (каолинитовый) тип разрезов встречен только на западном (внешнем) борту впадин, в районе Бугровки [2, 4].

Породы сложены пластинчатыми, мелкочешуйчатыми, реже волокнистыми и спутанно-волокнистыми агрегатами.

Таким образом, разрезы по составу слагающих пород практически повсеместно являются однотипными, что позволяет использовать в качестве основных критериев оценки характер изменений их объемов по площади в процессе уплотнения и общие показатели глинистости.

Толщины перекрывающих окско-башкирских преимущественно карбонатных осадков 170-340 м. Наименьшие значения их, как и глинистости отложений нижнего комплекса, приходятся на граничную зону между Усть-Черемшанской и Нижнекамской впадинами. От этой узкой (15-25 км) перемычки между северо-западным склоном современного Южно-Татарского свода и Привятским районом Северо-Татарского свода (юго-западнее Берсутской группы поднятий), занимавшей и в окско-башкирское время доминирующее гипсометрическое положение в восточном и южном направлениях, толщины отложений постепенно возрастают и у восточных и южных границ республики достигают 340 и 300 м при градиентах изменений 0,0005-0,0007 и 0,0006 м/м соответственно (рис. 1).

Области распространения относительно мощных разрезов не ограничиваются только ККСП, а прослеживаются по всему востоку и юго-востоку территории от Актаныш-Чишминской до Мелекесской впадин включительно, охватывая с востока и юго-востока склоны и часть купола Южно-Татарского свода (площади Павловско-Зеленогорскую, Уральскую и др.), т. е. и на участках, где суммарная толщина нижнего терригенного комплекса не превышает 40 м, глинистые отложения в них составляют 20-25 м.

Накопление осадков здесь почти повсеместно происходило (даже с учетом ранне- и позднебашкирских размывов) в целом в условиях более интенсивного прогибания дна морского бассейна.

Вследствие этого рисунок размещения осадков верхнего карбонатного комплекса по площади оказался наложенным на планы ККСП. Однако это обширная полоса развития мощных разрезов неоднородна по структуре. На крайнем востоке-северо-востоке она рассечена (почти вкрест простиранию) серией субширотных зон. Ширина их 10-15, протяженность от 40 до 215 км.

Толщины отложений в различных зонах изменяются незначительно, хотя осадки в целом распределены линейно, на 10-15 м в среднем превышая фоновые значения у тылового шва южного борта впадины в полосе шириной 5-10 км.

На площадях, приходящихся в планах нижнего карбона на центральные участки ККСП, насчитывается до 4-5 таких зон. Наиболее протяженные из них территориально тяготеют к району уступа южного борта впадин и прослеживаются от восточных границ республики на запад до Привятки. Своими восточной и западной оконечностями на совмещенных планах нижнего и среднего карбона они как бы торцово сочленяются с противоположными (внешними) бортами соответственно Актаныш-Чишминской и Нижнекамской (Можгинская ветвь) впадин или даже секут их под крутым углом к направлению простирания, что явно свидетельствует об их тектонической природе.

И в юго-западной части территории (рис. 2) дно окско-башкирского бассейна осадконакопления испытывало более интенсивное прогибание не в центральной зоне впадины (скв. 16, 17), а в районе бровки ее восточного борта (скв. 20, 21), где так называемые «сарайлинские» образования практически полностью выклиниваются. Причем здесь выделяется несколько таких узких зон, которые ориентированы субмеридионально, имеют различные протяженность и амплитуду.

В осевой зоне суммарные толщины глинистых прослоев (M_g) верхнедевонско-нижнекаменноугольного терригенно-карбонатного комплекса составляют в среднем 231, перекрывающих окско-башкирских карбонатных образований (M_h) - 274 м.

Расчленение разрезов проводилось по материалам промысловой геофизики по 49 скважинам (n), размещенным по площади более или менее равномерно. Зависимости между анализируемыми параметрами характеризуются коэффициентом корреляции (r) 0,453 и более высоким корреляционным отношением -0,510 (рис. 3). Однако реальность криволинейной связи, оцененная по критериям достоверности [1] при степенях свободы: , не подтверждается.

С вероятностью в 75 % можно утверждать о существовании здесь прямолинейной связи, для которой уравнение регрессии имеет вид: h=0,21g+224,5 при точности h±25,5 м.

Выводы

1. Толщина первичного осадка, выполняющего осевую зону ККСП, по сравнению с современными показателями была более значительной. Для этой части территории установлена прямолинейная корреляционная зависимость распределения толщины окско-башкирского карбонатного комплекса по площади от глинистости разрезов сарайлинских образований.

2. Однако процессы уплотнения глин к серпуховскому времени в основном уже завершились и в формировании региональных уклонов в послетульское время практически не участвовали. Осадконакопление контролировалось тектоническим фактором.

3. Западное ответвление Усть-Черемшанской впадины с мощными (до 100-200 м) глинистыми разрезами типа карлинских (рис. 4), если оно, подтвердится и будет протрассировано далее на запад, например, вдоль современного северного борта Мелекесской впадины, где оно наметилось, в период формирования залежей могло играть в верхнедевонско-нижнекаменноугольной карбонатной толще роль крупного протяженного литологического экрана перед фронтом мигрировавших с юга УВ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дементьев Л.Ф. Статистические методы обработки и анализа промыслово-геофизических данных.- М.: Недра.- 1966.

2. Минералого-геохимические фации терригенных отложений нижнего карбона осевой части Урало-Волжской области / Г.И. Теодорович, Н.Н. Соколова, Е.Д. Розанова и др. М.: Изд-во АН СССР - 1962.

3. Мухин Ю.В. Процессы уплотнения глинистых осадков.- М.: Недра,- 1965.

4. Напалков В.Н., Кирсанов В.Н. К характеристике минералогического состава глинистых пород тульского горизонта Среднего Поволжья.- Казань.- Изд-во КГУ.- 1970.- Вып. II - III.- С. 95-99.

5. Хачатрян Р.О. Тектоническое развитие и нефтегазоносность Волжско-Камской антеклизы.- М.: Наука.- 1979.

Abstract

A rectilinear correlation dependence of distribution of carbonate complex deposits on the clay content of saraian formationshas been established for the axial zone of the Kamsko-Kinel' system of depressions. The western branch of the Ust'-Cheremsha depression could play a major lithologic screen developed before the front of the migration of hydrocarbons from south.

Рис. 1. Схема размещения отложений окско-башкирского карбонатного комплекса по разрезу ККСП.

1 - структурно-фациальные зоны ККСП: осевая (а), бортовая (б), краевая (в); участки с толщиной окско-башкирских отложений, м; 2 - до 200, 3-200-230, 4-230-260, 5-260-300, 6- >300; 7 - палеотектонический профиль

Рис. 2. Палеотектонический профиль тульских отложений Усть-Черемшанской впадины ККСП по линии Пичкасс - Мокшинское.

I - палеоструктурная поверхность тульских отложений к времени: а - окскому, б - серпуховскому, в - башкирскому, г - Верейскому, д - каширскому; изменения по линии профиля: 2 - общей толщины верхнедевонско-нижнекаменноугольного терригенного комплекса, 3 - глин и аргиллитов; 4 - размыв башкирских отложений в эрозионных врезах. Площади: П - Пичкасская, Б - Бугровская, А - Аканская, С - Степноозерская, М - Мокшинская, KK - Кутушско-Кадеевская

Рис. 3. График зависимости h=f[g] суммарных толщин в сарайлинских образованиях, перекрывающих окско-башкирский карбонатный комплекс.

Объем выборки n=49, среднеарифметическая толщина глин M_g=231, М_h=274, среднеквадратические отклонения , коэффициент корреляции r= 0,453, корреляционное отношение =0,51

Рис. 4. Геологический профиль верхнедевонско-нижнекаменно- угольной терригенно-карбонатной толщи по линии Карлинское - Свияжское.

1 - карбонатные породы; 2 - песчаники; 3 - глины; 4 - региональные зоны экранирования (прогнозируемые)