Тектоника Юрезано-Сылвенской депрессии (В свете геофизических данных.)
Ф. И. ХАТЬЯНОВ. 3. С. ИВАНОВА, Ю. Г. ВУЛЬФОВИЧ
Под Юрезано-Сылвенской депрессией подразумевается средняя часть Пред- уральского краевого прогиба, расположенная на участке между Верхне-Чусовскими городками и хребтом Кара-Тау. Ее строение по верхним горизонтам изучалось многими исследователями и достаточно детально освещено в монографии В.Д. Наливкина [4]. За последние 5 лет в Юрезано-Сылвенской депрессии выполнены геофизические исследования методами аэромагнитной и гравиметровой съемок, охватившие значительную часть ее территории, и более детальные исследования методами электроразведки (ВЭЗ и ТТ), гравиразведки и сейсморазведки (МОВ и КМПВ) в южной части Юрезано-Сылвенской депрессии, где управление Башнефть с 1959 г. проводит структурно-поисковое и глубокое бурение с целью поисков залежей нефти и газа.
Анализ результатов геофизических исследований позволяет осветить некоторые особенности тектонического строения рассматриваемого региона (см. рисунок). Еще А.П. Карпинский около 50 лет назад высказал предположение о том, что в рассматриваемой области имеется поднятие кристаллического основания платформы («Уфимская глыба»). А.Д. Архангельский в ряде своих работ также высказывал предположение о существовании в районе Уфимского плато «жесткой несминаемой глыбы», какой может быть только древняя гранитная и гнейсовая масса» [1]. Н.С. Шатский, хотя и рассматривает «Уфимский выступ» не как «одинокий высокоподнятый подземный горст», а как наиболее выдвинутую и поднятую восточную часть Волго-Уральского свода, по существу развивает дальше это же представление.
Анализируя результаты маятниковых и наземных магнитных исследований, Э.Э. Фотиади впервые выделил непосредственно к западу от Юрезано-Сылвенской депрессии Башкирский выступ поверхности кристаллического фундамента, имеющий форму меридионально вытянутого вала, протягивающегося от Байкибашево, через Красноуфимск, до Кунгура [5]. Затем Башкирский выступ по поверхности кристаллического фундамента примерно в тех же границах выделил И.С. Огаринов (1957 г.) и др.
Результаты гравиметрических исследований отчетливо показали, что простирания гравитационных аномалий в пределах Юрезано-Сылвенской депрессии значительно отклоняются от меридионального направления, характерного для других районов Предуральского прогиба и западного склона Урала. Последнее отчетливо видно на участке между Дуваном и Кунгуром, где выявлен крупный широтноориентированный выступ положительных гравитационных аномалий, который выдвигается со стороны платформы и захватывает всю Юрезано-Сылвенскую депрессию и Уфимский амфитеатр (Башкирско- Пермский региональный гравитационный максимум). В его пределах обширная зона регионального минимума силы тяжести, соответствующая западному склону всего Южного Урала, сужается и выклинивается, а ее осевая линия резко изгибается в восточном направлении, повторяя изгиб Уральской складчатой системы. Таким образом, данные гравиметрических исследований уточняют и дополняют результаты маятниковых наблюдений.
Многие исследователи пришли к выводу, что крупные региональные гравитационные аномалии в платформенных и геосинклиналышх областях во многих случаях очерчивают участки, характеризующиеся общностью истории тектонического развития. В этом отношении рассматриваемый региональный максимум силы тяжести (захватывающий Уфимское плато и Юрезано-Сылвенскую депрессию) аналогичен двум другим крупным региональным максимумам силы тяжести востока Русской платформы, соответствующим Татарскому и Оренбургскому выступам кристаллического фундамента. Поэтому и в пределах Башкирско-Пермского регионального гравитационного максимума можно вполне обоснованно предполагать существование крупного выступа кристаллического фундамента Русской платформы, повлиявшего на всю последующую историю развития этой области. Это подтверждается и результатами аэромагнитных исследований (по данным Р.А. Гафарова, 1956 г., и Р.М. Антоновича, 1959 г.).
Анализ и геологическое толкование осредненных аномалий силы тяжести в пределах восточного склона Русской платформы на основе сейсмических данных КМПВ, выполненные авторами, указывают на тесную корреляционную связь между глубинами до поверхности кристаллического фундамента и значениями осредненных аномалий силы тяжести. Использование этой зависимости показывает, что в центральной части Юрезано-Сылвенской депрессии имеется поднятие поверхности кристаллического фундамента. Последний залегает здесь на глубинах от 4 до 7 км, в то время как в районе складчатого комплекса Кара-Тау он погружается на глубину 12 км и более. По предварительным данным КМПВ, выполненным в 1961 г. трестом Башнефтегеофизика (М.Ш. Бакиров, Л.В. Дунайский и др.) по меридиональному профилю Месягутово - Больше-Устьикинское, установлен резкий подъем поверхности кристаллического фундамента с юга на север под углом 4° и весьма пологое падение с запада на восток по широтному профилю Караидель - р. Ай, что качественно согласуется с оценкой по гравитационным данным.
Переходя к рассмотрению структуры собственно краевого прогиба, следует отметить, что из-за отсутствия мощных галогенных кунгурских образований строение гравитационного поля и опорных сейсмических и электрометрических горизонтов в Юрезано-Сылвенской депрессии существенно отличается от южной части Предуральского прогиба. Здесь слабо выражена или совсем не прослеживается гравитационная ступень вдоль западного борта краевого прогиба. Последнее также связано с существованием здесь древнего выступа кристаллического фундамента, поперечного Уралу, дислокации которого обусловливают субширотные простирания гравитационных аномалий, как доминирующие над более молодыми субмеридиональными уральскими их простираниями.
Западная граница Юрезано-Сылвенской депрессии нами проведена, как и другими исследователями, вдоль края флексурообразного изгиба артинских отложений, образующего крутой восточный склон Уфимского плакантиклинала. Непосредственно к востоку от нее проходит полоса распространения артинских рифовых массивов верхне-чусовского типа. Еще восточнее устанавливается наиболее погруженная осевая часть прогиба по поверхности артинских отложений. Положение западного борта краевого прогиба по ассельско-сакмарским отложениям достаточно определенно прослеживается лишь к югу от Красноуфимска, где этот борт фиксируется полосой рифовых массивов ишимбайско-дуванского типа, выведенных на дневную поверхность. Последние достигают значительной мощности (до 400-800 м), что указывает на интенсивное и длительное прогибание этой полосы в ассельское и сакмарское время. В результате этих движений образовалась отчетливо выраженная продольная флексура по поверхности ассельско-сакмарских отложений, которая в южной части депрессии почти точно совпадает с артинской, а севернее Красноуфимска, вероятно, проходит значительно восточнее последней. Восточная граница прогиба условно проведена по выходам на поверхность отложений карбона.
Анализ геофизических и геологических данных по Юрезано-Сылвенской депрессии дает основание выделить в пределах последней две различные по своему тектоническому развитию части, представляющие внешнюю и внутреннюю зоны Предуральского краевого прогиба. Внешняя зона занимает западное, платформенное крыло краевого прогиба и характеризуется сравнительно неглубоким залеганием горизонтов карбона и девона, являющихся основанием краевого прогиба. Здесь сейсморазведкой КМПВ и МОВ установлено сравнительно пологое падение глубоких преломляющих и отражающих горизонтов в восточном направлении и более крутое их падение на границе внешней и внутренней зон краевого прогиба. Внешняя зона краевого прогиба охватывает полосу распространения дуванских и саргинских рифовых массивов и область глубоководных отложений ассельско-сакмарского возраста. Последняя представляла собой в ассельско-сакмарское время некомпенсированный осадконакоплением прогиб, выполненный затем артинскими депрессионными, а на востоке отчасти и терригенными образованиями. По своему структурному положению внешняя зона вполне соответствует краевому прогибу Ишимбайского Приуралья.
Внутренняя зона краевого прогиба занимает его восточное, лежащее на складчатом основании, крыло и характеризуется типичным для предгорных компенсационных прогибов комплексом мощных молассовых отложений ассельского и сакмаро- артинского возрастов. Она хорошо отображается на гравитационной карте в виде зоны меридионально вытянутого минимума силы тяжести. Внутренняя зона краевого прогиба отчетливо выделяется также по данным сейсморазведки КМПВ и МОВ и электроразведки ВЭЗ, выполненными к югу от Красноуфимска. Здесь установлены глубокий прогиб преломляющего и отражающих горизонтов, приуроченных к каменноугольным и девонским отложениям, и глубокое погружение II опорного электрического горизонта. Наиболее интенсивное флексурообразное их погружение отмечается на границе внешней и внутренней зон, проходящей через Месягутовскую структуру и восточнее Ногушинской структуры. Здесь они наклонены на восток (по данным сейсморазведки) под углом 8-10°, а амплитуда прогиба составляет 2000 м (в южной части) и 1300 м (на широте Белокатайской складки).
В пределах внешней и внутренней зон краевого прогиба геолого-съемочными исследованиями [3,4] выявлен целый ряд антиклинальных складок, Сейсморазведочными работами МОВ и КМПВ (Ю.Г. Вульфович, Л.М. Кузнецов, Г.П. Пенцак, В) Д. Каминский и др.) установлено, что Месягутовской, Лаклинской и Юкаликулевской складкам на глубине в карбоне и девоне соответствуют поднятия, лишь несколько смещенные к востоку. По данным гравиразведки, эти складки характеризуются локальными субмеридионально вытянутыми максимумами силы тяжести. Существенно иную характеристику имеют антиклинальные складки средней части Юрезано-Сылвенской депрессии: Белокатайская, Казанская, Апутовская, Сосновская и др. Из них наиболее отчетливо отображается по данным сейсморазведки только Апутовская складка.
На тектонической схеме намечена граница между архей-древнепротерозойским складчатым основанием Русской платформы и палеозойским основанием Урало-Сибирской платформы, проходящая, вероятно, по глубинному разлому. Эта граница проведена по региональной гравитационной ступени, разделяющей зоны Западно- Уральского минимума и Восточно-Уральского максимума силы тяжести. К западу от нее распространены типичные для платформы широтно-ориентированные полосовые и массивные магнитные аномалии, связанные с ее архей-древнепротерозойским фундаментом, в то время как к востоку зафиксированы многочисленные линейно вытянутые в меридиональном направлении магнитные аномалии, отображающие эффузивно-осадочный комплекс пород.
В настоящее время общепризнано, что наиболее перспективными нефтегазоносными горизонтами могут быть терригенные отложения нижнего карбона и продуктивной толщи девона [2, 3, 4]. Они формировались вдоль восточного склона Башкирско-Пермского выступа кристаллического фундамента, некогда высоко приподнятого и затем испытавшего опускание в связи с формированием на нем краевого прогиба [5]. Судя по результатам сейсморазведки и другим геолого-геофизическим данным, эти горизонты в современном структурном плане испытывают резкое погружение лишь во внутренней зоне краевого прогиба. Во внешней его зоне они залегают на доступных для современного бурения глубинах. Поэтому антиклинальные структуры, выявленные сейсморазведкой и геологической съемкой в этой зоне, в настоящее время приобретают большой интерес для постановки глубокого бурения с целью поисков залежей нефти и газа.
Управление Башнефть (Г.П. Ованесов, Ф.С. Куликов) решило начать глубокое бурение на Месягутовской и Ногушинской антиклинальных поднятиях, выявленных сейсморазведкой и геологической съемкой. Кроме того, вводятся в глубокое бурение Лаклинская и Юкаликулевская антиклинальные складки, расположенные во внутренней зоне краевого прогиба. Признаки нефтеносности и газоносности (по данным Ф.С. Куликова и У.Г. Ишаева) установлены во многих скважинах, пробуренных на так называемых «структурах облекания» восточнее обнаженных дуванских рифов. Все это говорит о том, что область Юрезано-Сылвенской депрессии, еще почти совершенно не изученная глубоким бурением и детальными геофизическими исследованиями, весьма перспективна в нефтегазоносном отношении.
Учитывая, что детальные геофизические исследования пока выполнены только в южной части Юрезано-Сылвенской депрессии, расположенной в пределах Башкирской АССР, следует считать необходимым дальнейшее развитие этих исследований к северу в пределах Башкирской АССР, Свердловской и Пермской областей. Здесь в первую очередь должны быть выполнены детальные высокоточные гравиметровые и сейсмические исследования.
Для поисков залежей нефти и газа перспективны также погребенные нижнепермские рифовые массивы. До настоящего времени поиски проводились в основном в южной части Юрезано-Сылвенской депрессии, на так называемых «структурах облекания», расположенных восточнее выведенных на поверхность дуванских рифов. Однако эти поиски пока не дали результатов. Между тем, если здесь и могут быть обнаружены рифовые массивы дуванского типа, то весьма небольшой мощности, так как область, прилегающая с востока к обнаженным и достаточно мощным рифам, в ассельское и самарское время заполнялась маломощными глубоководными образованиями (это подтвердили и данные бурения). Основная же полоса погребенных дуванских рифов, как это показал В.Д. Наливкин [4], может быть намечена на отрезке между Манчажем и Лысьвой на продолжении обнаженных на поверхности дуванских рифов. В этой области и необходимо поставить комплекс детальных геофизических исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Архангельский А.Д. Геологическое строение и геологическая история СССР, Москва, 1941.
2. Куликов Ф.С., Ованесов Г.П. Геологическое строение северной части Башкирской АССР. Геология нефти, 1958, № 8.
3. Куликов Ф.С. Основные направления поисков нефти и газа в юго-западной части Юрезано-Сылвенской депрессии и западной части Уфимского амфитеатра. Уфа, 1960.
4. Наливкин В.Д. Стратиграфия и тектоника Уфимского плато и Юрезано-Сылвенской депрессии. Гостоптехиздат, 1949.
5. Наливкин В.Д., Розанов Л.Н., Фотиади Э.Э. и др. Волго-Уральская нефтеносная область. Тектоника, Труды ВНИГРИ, нов. сер., вып. 100, Гостоптехиздат, 1956.
6. Пейве А.В. Глубинные разломы в геосинклинальных областях. Изв. АН СССР, сер. геол., № 5, 1945.
7. Софроницкий П.А. К поискам нефти в Уфимско-Соликамской впадине, Труды ВНИГНИ, вып. XXXI, Гостоптехиздат, 1960.
Трест Башнефтегеофизика
Рисунок Тектоническая схема Юрезано-Сылвенской депрессии.
I -восточная окраина Русской платформы (Уфимское плато); II-Юрезано-Сылвенская депрессия; IIа - внешняя зона Предуральского краевого прогиба; IIб - внутренняя зона Предуральского краевого прогиба; III - Уфимский амфитеатр.
1 - современная ось Уфимского плакантиклинала; 2 - западная граница Юрезано-Сылвенской депрессии; 3 - условная восточная граница Юрезано-Сылвенской депрессии; 4 - выходы на поверхность девонских и более древних отложений; 5 - западная граница вероятного распространения рифов дуванского типа; 6 - восточная граница вероятного распространения дуванских рифов; 7 - область распространения саргинских рифов (по В.Д. Наливкину); 8 - дуванские рифы (по В.Д. Наливкину); 9 - саргинские рифы (по В.Д. Наливкину); 10 - граница между внешней и внутренней зонами Предуральского краевого прогиба; 11-осевая линия внутренней зоны краевого прогиба; 12 - впадины в пределах Юрезано-Сылвенской депрессии; 13 - Башкирско-Пермский выступ кристаллического фундамента; 14 - граница между докембрийским складчатым основанием Русской платформы и палеозойским складчатым основанием Уральской платформы- зона предполагаемого глубинного разлома; 15 - антиклинальные складки (по данным ВНИГРИ и треста Башвостокнефтеразведка); 16 - антиклинальные складки, выявленные сейсморазведкой в отложениях карбона (по данным треста Башнефтегеофизика, 1960-1961 гг.); 17 - ось внешней зоны краевого прогиба по поверхности артинских отложений; 18 - ось внешней зоны краевого прогиба по поверхности ассельско-сакмарских отложений. Антиклинальные складки: 1 - Месягутовская; 2 - Юкаликулевская; 3 - Кигинская; 4 - Лаклинская; 5 - Мечетлинская; 6 - Ногушинская; 7 - Белокатайская; 8 - Казанская; 9 - Апутовская; 10 - Сосновская; 11 - Березовская; 12 - Майдалинская; 13 - Комаровская; 14 - Бухаровская. Рифы: I - Аирский; II - Урустауский; III - Улькундинский; IV - Дуванский; V - Чертанский; VI - Тастубский; VII - Ярославский; VIII - Багарджинский; IX - Абдуллинский; X- Кирматтауский; XI - Сюреньский; XII-Бобровский; XIII- Половинный; XIV - Плакунский.