книги / Региональная геология России (краткий курс)

На протяжении почти всей поздней юры на большую часть площади ЗСП распространилась с севера трансгрессия

инакапливались мелководно-морские сероцветные глинистые осадки, а в конце юры, в волжском веке, – относительно глубоководные (до 600–650 м) отложения баженовской свиты, отлагавшиеся в условиях быстрого некомпенсированного погружения широкой внутренней части плиты. При относительно не-

большой мощности, не превышающей в большинстве случаев 25–30 м, свита распространена на площади более 1 млн км2. Она сложена по преимуществу углеродистыми высококремнистыми с пониженным содержанием глинистого материала породами (баженитами) и аргиллитами, представляя собой одну из крупнейших в мире черносланцевых толщ.

По составу и условиям образования эта свита напоминает доманиковый горизонт верхнего девона Русской плиты и куонамскую свиту в кембрии Сибирской платформы, но в отличие от них является не только мощнейшим генератором нефти

иуглеводородных газов в Западно-Сибирском мегабассейне, но и одновременно одной из главных нефтесодержащих толщ в мезозое Западной Сибири.

Впоследние годы были получены некоторые новые материалы, касающиеся состава и условий формирования свиты (А.Г. Замирайлова, Ю.Н.Занин, В.А. Захаров и др.). Установлено, что бажениты и аргиллиты являются продуктами суще-

ственно различных режимов седиментации, менявшихся в волжском морском бассейне во времени. Между ними практически нет переходных разностей. Причем аргиллиты характеризуются более низким содержанием органического углерода по сравнению с баженитами.

Детальное изучение органического вещества двух данных типов пород свиты показало их существенное различие. В частности, индекс продуктивности ОВ в высококремнистых породах во всех случаях оказался значительно выше (250–450 мг

УВ/г Сорг), чем в аргиллитах (около 150 мг УВ/г Сорг). Можно полагать, что оба эти типа пород являлись нефтепроизводящи-

ми, но генерация битумоидов в баженитах была более активной, чем в аргиллитах.

161

Анализ полученного материала позволил сделать вывод о том, что существующие представления о медленной терригенной седиментации в Западно-Сибирском море в волжском веке полностью верны лишь для баженитов, в то время как аргиллиты отвечают периодам в истории бассейна, когда в результате гумидизации климата увеличивалось поступление

вбассейн с окружавшей его суши речных вод, несших в бассейн тонкодисперсный пелитовый материал, и активизировалась терригенная седиментация. Не исключено, что глинистые горизонты, накопившиеся в центральных глубоководных частях бассейна, представляют собой турбидитовые образования. Ранее подобная концепция рассматривалась лишь применительно к алевро-песчаным отложениям аномальных разрезов свиты.

Разрез нижнего мела начинается с неокомских морских песчано-алеврито-глинистых отложений мощностью до 0,5 км

всредней и до 1–2 км в северной частях плиты. По данным сейсморазведки, они образуют тела бокового наращивания (проградационные клиноформы). В целом они слагают две обращенные одна к другой мощные косо наслоенные серии, которые постепенно сблизились между собой и целиком заполнили возникшую в волжском веке широкую глубоководную депрессию. Основную роль в седиментации играли дельты [8]. Неокомские отложения также принадлежат к главным нефтяным коллекторам ЗСП.

На юго-востоке ЗСП морские отложения замещаются прибрежными и континентальными существенно песчаными отложениями, заключающими в нижнемеловой части разреза пласты бурых углей, а в верхнемеловой – оолитовых железных руд (Колпашевский железорудный бассейн).

Палеоцен и эоцен выражены мелководно-морскими тер- ригенно-кремнистыми отложениями (200–500 м). В конце эоцена Западно-Сибирский бассейн утратил связь с Арктическим бассейном. Нижний–средний олигоцен в юго-западной части плиты и Тургайском прогибе сложен маломощными песчаноглинистыми отложениями. К северу и востоку они замещаются континентальными терригенными отложениями с прослоями бурых углей и перекрываются аналогичными отложениями

162

верхнего олигоцена. Маломощные неогеновые континентальные образования распространены лишь в южной части плиты, где существовали постепенно сокращавшиеся водоемы и аллювиальные равнины. В нижней части разреза они представлены озерными глинами, в средней – песчано-глинистыми озер- но-аллювиальными образованиями, а в верхней – аллювиальными гравийно-песчаными отложениями и суглинками.

В четвертичный период северная половина ЗСП неоднократно подвергалась оледенениям, которые были одновременными с оледенениями в других регионах Северной Евразии, а южная внеледниковая – находилась под их влиянием. Здесь формировались лëссы (в ледниковые эпохи) и ископаемые почвы (в межледниковья), а также озерные и аллювиальные отложения, слагающие многочисленные террасы в долинах Енисея, Оби, Иртыша, Тобола и других крупных рек.

Полезные ископаемые. Главное место среди минеральных ресурсов Западно-Сибирской плиты занимают многочисленные, в том числе крупные, месторождения нефти, газа и газоконденсата, составляющие основную часть их добычи в России. Большинство промышленных скоплений нефти приурочено к нижне-среднеюрским и особенно верхнеюрским и неокомским, а газа – к апт-альбским и сеноманским отложениям. Известны нефтяные месторождения в выветрелых и трещиноватых породах верхней части погребенных выступов палеозойского фундамента, а также в палеозойских чехлах срединных массивов и газовых – в надсеноманских отложениях верхнего мела самых северных районов плиты.

Крупные месторождения приурочены в основном к сводовым поднятиям, а внутри них – к более мелким брахиантиклинальным структурам в нижних и средних горизонтах плитного чехла. Основные нефтяные месторождения располагаются в центральной части плиты – в Среднем Приобье и ОбьИртышском междуречье Нижневартовского (Самотлор), Сургутского сводов, сводов в Кеть-Вахской антеклизе, Мансийской синеклизе и пр.

Газовые месторождения размещены преимущественно на севере плиты в апт-сеноманских отложениях Надым-Тазовской синеклизы (гигантские Уренгойское, Ямбургское, Медвежье,

163

Юбилейное месторождения), а также Ямало-Гыданской, УстьЕнисейской синеклиз и в юрских отложениях севера Зауральской зоны (Березовское и др.).

По сравнению с нефтью и газом все остальные полезные ископаемые имеют второстепенное значение. Месторождения бурых углей приурочены к верхнетриасовым отложениям погребенных грабенов Зауралья (Челябинский и др.) и аналогичным отложениям средней юры (Чулымо-Енисейский и Кустанайский районы).

Залежи оолитовых железных руд присутствуют в титонваланжинских, верхнемеловых и палеоцен-эоценовых отложениях на западной, южной и юго-восточной окраинах плиты.

На крайнем юго-западе плиты, в пределах Кустанайской седловины, известны месторождения бокситов апт-альбского возраста (Иргизское, Амангельдинское и др.).

В палеоценовых породах Зауралья заключены осадочные месторождения марганца (Полуночное, Ивдельское).

С артезианскими бассейнами глубоких впадин в чехле плиты связаны колоссальные ресурсы термальных вод с температурой более 100 °С.

Западная Сибирь является одним из крупнейших торфяных регионов мира.

Определенный интерес на юге Западной Сибири представляют многочисленные соляные озера, в которых имеются залежи галита, сернокислого натра и хлористого магния.

Контрольные вопросы

1.Каковы современные представления о тектонической структуре фундамента Западно-Сибирской плиты?

2.Чем представлен осадочный чехол плиты? Назовите ее главные структурные элементы.

3.В чем состоит уникальность баженовской свиты?

4.Охарактеризуйте основные этапы геологической истории Западно-Сибирской плиты.

5.Перечислите важнейшие полезные ископаемые плиты.

164

ГЛАВА 9 СРЕДИЗЕМНОМОРСКИЙ СКЛАДЧАТЫЙ ПОЯС

Средиземноморский альпийский подвижный пояс простирается на 15000 км от Атлантического океана на западе до Гималаев на востоке, где он смыкается с Тихоокеанским поясом. Ширина пояса сильно колеблется, достигая в отдельных местах почти 1000 км, но обычно составляет первые сотни километров.

Средиземноморский пояс, подобно Урало-Монгольскому, был заложен в позднем протерозое и эволюционировал более 1 млрд лет, но в отличие от него южная часть пояса ныне находится на орогенной стадии развития: здесь формируются горные сооружения, широко развит новейший вулканизм, резко повышена сейсмическая активность.

Территория, ограниченная на западе устьем Дуная, а на востоке Каспийским морем, выделена в 1955 г. М.В. Мурато-

вым под названием Скифской эпипалеозойской плиты.

9.1. Скифская эпипалеозойская плита

Это область глубоко погруженных складчатых сооружений, перекрытых полого залегающим, слабо дислоцированным мезозойско-кайнозойским платформрнным чехлом. Северным ограничением плиты является зона глубинного разлома, отделяющего ее от Восточно-Европейской платформы. Южная граница плиты в северо-западной части Черного моря определяется северным краем глубоководной Черноморской впадины, а восточнее – альпийскими краевыми прогибами, отделяющими плиту от горно-складчатых сооружений Крыма и Большого Кавказа. Среднекаспийской впадиной она отделяется от Юж- но-Туранской плиты.

Скифская плита в послевоенные десятилетия была детально геолого-геофизически изучена и покрыта густой сетью глубоких скважин. Значительный вклад в ее исследование внесли М.В. Муратов, А.Я. Дубинский, А.И. Летавин, М.Ф. Мирчинк и др.

К Скифской плите относятся (рис. 9.1): район Добруджи (в Румынии), Южная Молдавия, северо-западная шельфовая

165

часть Черного моря, Равнинный Крым, значительная часть Азовского моря и Предкавказья.

На всей этой обширной территории складчатый фундамент Скифской плиты перекрыт разным по мощности осадочным чехлом и изучен лишь по данным бурения и геофизики. На поверхность он выходит только в Добрудже.

Рис. 9.1. Основные структурные элементы Скифской плиты (по международной тектонической карте Европы, с изменениями): I – выступ докембрийского фундамента: 1 – Азовский выступ; II – выступ герцинского фундамента: 2 – поднятие Добруджи; III – области относительно неглубокого залегания фундамента: 3 – Ставропольское поднятие, 4 – поднятие Карпинского, 5 – Каневско-Березанская зона поднятий, 6 – Прикумская зона поднятий, 7 – НовоселовскоНовоцарицынское поднятие; IV – области глубокого залегания фундамента: 8 – Манычский прогиб, 9 – Восточно-Кубанский прогиб, 10 – южная часть Терско-Кумского прогиба, 11 – Альминская впадина, 12 – Каркинитский и Сивашский прогибы, 13 – Преддобруджинский прогиб; V – наложенная (возрожденная) зона в авлакогене Боль-

шого Донбасса: 14 – складчатая система Донбасса

Первоначально предполагалось, что Скифская плита повсеместно обладает герцинским фундаментом, но позднее выяснилось его отчетливо выраженное неоднородное строение. Он образован докембрийско-палеозойскими массивами, разделенными сравнительно узкими зонами, сложенными складчатыми палеозойскими геосинклинальными образованиями. Данные бурения указывают на то, что возраст консолидации мас-

166

сивов, по-видимому, в основном позднепротерозойский (байкальский).

Платформенный чехол Скифской плиты также неоднороден и делится на два основных комплекса: нижний (тафрогенный) и верхний (собственно чехольный). Нижний комплекс образован дислоцированными триасовыми и раннеюрскими отложениями большой мощности, залегающими в узких грабенообразных впадинах и образовавшимися в начальный, тафрогенный этап формирования платформы. Верхний, собственно комплекс чехла, имеет неодинаковый возраст базальных горизонтов в разных частях плиты – от юрского до раннемелового.

Скифская плита разделяется на несколько обособленных частей, характеризующихся особенностями глубинного строения. В пределы России частично попадает участок Скифской плиты – Предкавказье.

В Северном Предкавказье наиболее древняя архейсконижнепротерозойская часть фундамента плиты располагается в виде неширокой полосы вдоль северной границы плиты в Центральном Предкавказье. Более молодой, в основном байкальский, возраст имеет крупный Северо-Кавказский массив, занимающий всю южную часть Предкавказья. На западе и востоке на этот массив наложены альпийские краевые прогибы Большого Кавказа. Между древними частями фундамента развиты палеозойские комплексы, образующие несколько антиклинорных и синклинорных зон. В антиклинорных зонах скважинами вскрыты преимущественно среднепалеозойские породы. В синклинорных зонах наряду со среднепалеозойскими присутствуют и верхнепалеозойские образования.

Нижний (тафрогенный) комплекс в Предкавказье образован отложениями триаса и лейаса, развитыми в основном на западе и востоке Предкавказья, где они заполняют грабенообразные прогибы. На западе это преимущественно терригенные сероцветы, сильно дислоцированные и метаморфизованные, а на востоке – умеренно дислоцированные, неметаморфизованные карбонатно-терригенные и вулканогенные образования с красноцветами.

167

Верхний (собственно плитный) чехол Предкавказья подразделяется на три структурных этажа: 1) песчано-глинистые угленосные отложения средней юры мощностью до 2 км (Западное Предкавказье); 2) карбонатно-терригенные и эвапоритовые отложения верхней юры, терригенные отложения нижнего мела, глинисто-карбонатные отложения верхнего мела, палеоцена и эоцена, а также песчано-глинистые толщи олигоцена–нижнего миоцена (майкопская серия) общей мощностью до 5 км; 3) терригенно-карбонатные отложения среднего миоцена–антропогена мощностью свыше 2 км. Наибольшие мощности всех структурных этажей чехла отмечаются в пределах прогибов, минимальные – на разделяющих их поднятиях.

Полезные ископаемые. Важнейшими полезными ископаемыми на Скифской плите являются нефть и газ, приуроченные к различным горизонтам плитного комплекса – от средней юры до низов неогена.

Основные месторождения нефти сосредоточены в среднеюрских и нижнемеловых отложениях Прикумской зоны поднятий Восточного Предкавказья. Месторождения газа связаны с верхнемеловыми отложениями Тарханкутской зоны (с ее западным продолжением на дне Черного моря).

Миоценовые известняки-ракушечники в Ставрополье используются как строительный материал.

В мезозойско-кайнозойских отложениях чехла Скифской плиты сосредоточены крупные ресурсы артезианских подзем-

ных вод.

Контрольные вопросы

1.Дайте общую характеристику Средиземноморского складчатого пояса.

2.Назовите основные структурные элементы Скифской

плиты.

3.Чем представлены фундамент и платформенный чехол этой плиты? Какие полезные ископаемые связаны с плитным комплексом?

168

9.2.Глубоководные впадины Черного

иКаспийского морей

Современная Черноморская впадина в ее внутренней части на глубине 2–2,1 км имеет плоское дно, испытавшее

вплиоцене–антропогене глубокое некомпенсированное опускание, и четко выраженный материковый склон, окаймленный шельфом.

Внутренняя структура впадины неоднородна. В ней прослеживаются две крупные впадины – Западно- и Восточно-

Черноморская, разделенные валом Андрусова, и прогибы Соро-

кина и Туапсинский, отделенные от Восточно-Черноморской впадины валом Шатского.

Восадочном чехле впадины выделяются два комплекса, разделенные поверхностью несогласия: нижний и верхний. Нижний комплекс мощностью до 5–9 км сложен отложениями мезозоя, палеогена и миоцена, а на западе и палеозоя. Верхний комплекс представлен сравнительно слабо уплотненными кайнозойскими осадками мощностью до 6–8 км, залегающими

восновании очень спокойно, почти горизонтально.

Среди геологов нет единого мнения относительно причин возникновения и возраста котловины Черного моря. Исходя из «обтекания» ее складчатыми сооружениями, Э. Зюсс предположил существование под ней срединного массива (Понтиды). А.Д. Архангельский и М.В. Муратов, напротив, рассматривали ее как геосинклиналь. Морская сейсморазведка показала, что во внутренней части впадины мощность коры сокращается до 25 км, кора имеет субокеаническое строение и состоит из очень мощной (до 10–15 км и более) субгоризонтально залегающей осадочной толщи, включающей весь кайнозой, а, возможно, также мезозой и даже палеозой (?), и подстилающего ее «базальтового» слоя (6–15 км), тогда как «гранитно-метаморфи- ческий» слой по периферии впадины сильно утоняется, а во внутренней зоне (за исключением погребенного вала Андрусова к югу от Крыма) полностью выклинивается.

Установленный по геофизическим данным субокеанический характер строения коры Черноморской впадины породил три разных гипотезы о ее происхождении и возрасте.

169

В соответствии с первой гипотезой впадина является реликтом очень древнего бассейна – океана Тетис, длительное время заполнявшегося осадками. Этому противоречит расположение ее в одной продольной зоне с Грузинским и Мезийским массивами, обладающими докембрийской континентальной корой. Вторая гипотеза предполагает рифтовую природу впадины – образование ее при горизонтальном растяжении, утонении и раздвиге континентальной коры в конце мезозоя или палеогене. Этому противоречат огромная мощность осадочной толщи, низкий тепловой поток, отсутствие признаков рифта в рельефе дна и рисунке магнитного поля.

Наиболее правдоподобной кажется третья гипотеза, согласно которой впадина Черного моря образовалась в результате глубокого опускания древнего «жесткого» массива, сопровождавшегося изменением физических свойств континентальной коры и верхней части мантии в связи со структур- но-вещественными или фазовыми преобразованиями – базификацией или эклогитизацией. Погружение Черноморского массива, возможно, началось еще в палеозое, продолжалось в мезозое и усилилось в позднем кайнозое, когда в него были вовлечены и смежные с ним участки альпийских эпигеосинклинальных складчатых сооружений Крыма, Кавказа и др.

Южная область Каспийского моря известна под названием Южно-Каспийской впадины, выраженной глубоководной (0,5–1 км) котловиной и примыкающим к ней с востока широким шельфом. В рельефе ее дна выделяется ряд узких подводных гряд и ложбин, представляющих собой конседиментационно растущие складки, осложненные явлениями глиняного диапиризма и грязевого вулканизма.

По данным ГСЗ, мощность осадочного выполнения Юж- но-Каспийской впадины достигает 20–25 км, причем наиболее значительное погружение (до 10–12 км) происходило одновременно с ростом обрамляющих ее горных сооружений в плиоцене и антропогене. Сейсмический «гранитно-метаморфиче- ский» слой в центральной части впадины (как и в Черноморской) отсутствует, а граница М лежит на глубине 40–45 км.

Тектоническая природа Южно-Каспийской впадины дискуссионна. Наиболее вероятно, что под ней, как и под Черно-

170