430—3070 м — монотонная толша
грубообломочных и агломерато-грубопесчаных туфов основного состава типично
именновского облика: никак не обработанный шлаковый и миндалекаменный материал
обильнокрупнопорфировых обычно плагиоклаз-двупироксеновых базальтов и
андезитобазальтов, нередко содержит примесь плагиофировых андезитов и калиевых
базальтов и образует пласты и их серии мощностью 20—70 м, разделенные
прослойками песчаных тефроидов, обычно слабо слоистых; на 1920—1940 м и около
3000 м появляются подводно-морские флишоиды с темными алевропелитами в верхах
ритмов;
3070—3468 м —
переслаивание туфов плагиофировых андезитов, местами с примесью базальтового
материала и того же состава песчаных тефроидных флишоидов; с 3280 м туфы и
тефроиды преимущественно более кислые — андезитодацитовые, часто с обилием
витрокластики в виде обрывков и комочков пемз и перлитов;
3468—5006 м — флишоидное чередование
туфов подводных пирокластических потоков однородно риодацитового состава (также
с пемзами, перлитами и обилием осколков плагиоклаза), в инт. 3850—4297 м чаше
всего повторно перемешенных как подводно-оползневые массы. Сопровождают их
резко подчиненные по объемам более мелкопесчаные в разной степени отсортированные
флишоидные тефроиды того же состава и темные силициты верхов ритмов, содержащие
конодонты граничных слоев лланловери и венлокского ярусов раннего силура;
5006—5070 м — пачка темных зеленовато-серых
силицитов, местами с обильными остатками радиолярий, в верхней половине — с
прослойками кислых туфов и тефроидов;
5070—5401 м — кабанский комплекс,
представленный в инт. 5072—5076 м темными туфопесчаниками с витрокластикой ос
новного состава, переходящими вверху в алевропелиты и красные яшмоиды; ниже
сплошь распространена краснообломочная сваренная пирокластика афировых
преимущественно калиевых базальтов, исландитов и спилитов, которая
перемежается с потоками неокисленных лав того же (5182—5215 м и др.) и кислого
составов (5265—5312,4 м).
В
целом разрез вулканокластической и переходной толщ малоконтрастный, содержит в
разных пропорциях признаки как вулканогенного, так и осадочного происхождения.
Толщина этих пород увеличивается с глубиной. Флишоидная толща при слабых фациальных
отличиях от низов переходной резко отличается более кислым составом обломочного
материала.
При
сопоставлении вскрытого разреза с проектным установлено превышение мощности
отложений в 1,5 раза. В результате бурения возникли вопросы, касающиеся геометрии,
пространственных и генетических взаимоотношений слагающих верхнюю часть прогиба
комплексов. Решение их возможно при дальнейшем углублении СГ-4 и выполнении
целенаправленных исследований в околоскважинном пространстве, включая бурение
вспомогательных структурных скважин.
При
проведении циклического анализа в пределах вскрытого скважиной разреза выделено
пять мегаритмов, границы которых совпадают или близки к границам отмеченных
толщ и под-толщ на глубинах 3487 м, 2640 м, 1919 м и 430 м и характеризуются
резким изменением литологии пород.
Нижний
мегаритм 3487—4064 м соответствует флишоидной толще и является вулканогенно-осадочным.
В разрезе полностью не вскрыт. Он сформировался в условиях слабой вулканической
активности. В нем преобладают удаленные мелкообломочные фации андезидацитового
состава, широко развиты тонкослоистые алевролитовые и алевропсаммитовые
разности осадочных пород, доля которых к верхам мегаритма возрастает до 80—90
%. Чередование тонкослоистых прослоев, характеризующихся маломощной (0,01—
0,5 м) двухчленной, реже трехчленной ритмикой со слабо дифференцированными
гравийными, образует контрастные мезоритмы мощностью от 10 до 75 м.
Мегаритм
2640—3487 м, условно относимый к вулканогенно-осадочному типу, характеризуется
тем, что на фоне мелкой ритмичности (от долей до 5 м) мелкопсефито-псаммитовых
разностей проявлены контрастные гетерообломочные ритмы мощностью от 2—3 до
15—20 м, где крупнопсефитовые и агломератовые обломки изолированно погружены в
псаммитовый субстрат. Периодически повторяющиеся интервалы развития
алевропелитовых разностей позволяют выделить ряд мезорит-мов с границами на
3986 м, 3332 м, 3276 м, 3160 м, 3083 м и 2986 м. Отмеченные особенности мегаритма,
вероятно, обусловлены неравномерными проявлениями вулканической активности и
грязекаменных потоков.
Три
верхних мегаритма (1919— 2540 м, 430—1919 м, 0—430 м) вулканогенные, частью
оеадочно-вулканогенные. Они сформировались в результате нескольких вспышек
вулканической деятельности с общей тенденцией к ее нарастанию.
Строение
первых двух в общих чертах близкое. В их основании ритмичность относительно
мелкая, с мощностью преобладающих элементарных ритмов 2—3 м. В центральных
частях мегаритмов выделяются крупные ритмы мощностью до 10—30 м и более. Доля
грубообломочного материала вырастает здесь до 70—90 %. В верхних; частях снова
отмечена мелкая ритмичность (от 0,1—0,2 м до 2—3 м). В составе ритмов увеличивается
доля сортированного вулканогенного материала, а в некоторых из них в
интервале 1919—2007 м появляются прослои кремнистых алевропелитовых пород мощностью
0,2—5 см.
Верхний—эффузивный
мегаритм (О—430 м) сформировался в результате нескольких импульсов вулканической
деятельности с короткими перерывами между ними (88—105 м). Нижняя часть мегаритма
сложена обильно-порфировыми пироксен-плагиофировыми базальтами, в средней (120—
262 м)—залегают подушечные лавы афировых андезибазальтов-базальтов, а в
верхах—плагиофировые андезибазальты.
В фациальном
отношении в развитых по всему разрезу отложениях отмечаются подводные условия
образования, на отдельных глубинах отличающиеся характером вулканизма и
удаленностью зон аккумуляции вулканического материала от береговой линии, что
выражается различиями его гранулометрического и вещественного состава, а также
разной степенью перемыва и сортировки. В целом, по-видимому, господствовала
обстановка островных вулканов с преобладанием фации субаквальных
пирокластических. и подводных гравитационных грязекаменных потоков. При этом
нижняя часть разреза на интервале развития алевритистых, песчаных и гравийныу
ритмов флишоидной толщи отвечает наиболее глубоководной, удаленной от
вулканических построек области. Выше по разрезу преобладают мелководные
склоновые фации вплоть до субаэральных, регистрируемых горизонтами с
красноцветными гематизированными обломками.
.
Геологический разрез СГ-4
Рис. 4. Геологический разрез СГ-4, составлен в Уральской
экспедиции сверхглубокого бурения ГНПП «Недра»:
1 — базальты плагиофировые, пироксен-плагиофировые (а),
андезитобазальты (о); 2 — андезиты (а), дациты, риодациты (б); 3 — туфы
глыбовые (а), агломератовые (б), крупнопсефитовые (в), мелкопсефитовые (г),
кристаллолитотуфы (е), 4— туффиты агломератовые (а), крупнопсефитовые (б),
мелкопсефитовые (в), псаммитовые (г); 5— тефроиды мелкопсефитовые (а), псаммитовые
(б); 6— туфоконгло-мераты, туфопесчаники; 7 — туфогравелиты, туфопесчаники; 8 —
туфопесчаники, туфоалевропесчаники; 9 — туфопесчаники, туфоалевролиты; 10—
песчаники, алевропесчаники, алевролиты; 11— кремнистые, углисто-кремнистые
алевролиты, алевропелиты; 12 — диориты (а), кварцевые диориты (б); 13 —
внемасштабный знак даек основного (а) и среднего (б) составов; 14 —
тектонические нарушения: сбросы, взбросы (в), малоамплитудные надвиги (б); 15—
границы геологических тел (а), толщ и подтолщ (б), пачек (в)
3 . Прогнозные модели Уральской СГ-4
Среди уральских исследователей, в т. ч. имеющих
отношение к СГ-4, еще сильны позиции сторонников классической (фиксистской)
геологии, рассматривающие регион как достаточно фиксированную полициклическую
геосинклинальную систему с интенсивным развитием магмо- и рудоподводящих глубинных
разломов и повторяемостью в каждом цикле однотипных геологических и рудных формаций
.
Согласно альтернативной, мобилистской концепции Урал
представляет собой сложное покровно-складчатое сооружение, состоящее из
разнородных аллохтонных пластин, образованных путем крупных горизонтальных
перемещений геологических масс. Эти представления вносят существенные коррективы
в схему металлогенического развития региона, дают новое толкование природе и перспективам
его рудоносности
Отметим, что деление геотектонических позиций на
фиксистские и мобилистские в какой-то мере условное и не отражает всего
разнообразия представлений о месте заложения, движущих силах и истории
развития Уральской эвгеосинклинали. В последнее время наблюдается тенденция в
сближении позиций, что выражается в признании представителями фиксистского
направления ограниченного спрединга с возникновением раздвигов, обнажающих
симатическую кору.
Благодаря тесному сотрудничеству большой группы
исследователей удалось сформировать комплект из 11 моделей, отражающих
практически весь спектр существующих прогнозных представлений о глубинном
строении района бурения (рис. 2). Не имея возможности подробно
охарактеризовать все модели, остановимся на наиболее существенных и
принципиально отличающихся.
В. С. Дружининым составлены основополагающие сейсмические и геолого-геофизические
разрезы и дан вариант прогнозной модели, основными элементами которой являются
структурно-вещественные комплексы, физическая характеристика, положение в
разрезе сейсмических границ, возможная их природа. Согласно этой модели СГ-4
должен вскрыть полный разрез уралид мощностью примерно 11 км, пройти около 4 км
по рифейским образованиям и в интервале 14—14,5 км войти в образования
древнего комплекса основания предположительно архейско-протерозойского
возраста. При этом в составе уралид выделяются четыре комплекса, среди которых
наиболее интересным и неясным будет комплекс пород на глубине 7—9 км. В целом
геологическая привязка всех выделяемых комплексов и их литологический состав в
значительной мере условные. Это попытка спроецировать на разрез по скважине
поверхностные образования, развитые к западу от нее.
По Ю. С. Каретину (рис. 3, а) Тагильский
прогиб представляет целостную грабенообразную структуру с плоским днищем и
четко выраженными бортами. Развита сложная система листрических сбросов
растяжения, большей частью трансформированных в малоамплитудные надвиги.
Фиксистское существо модели автор обосновывает тем, что амплитуды смещений
относительно малы и не нарушают существенным образом первичную троговую
синседиментационную структуру растяжений. Расположенные к западу от СГ-4
интрузии Платиноносного пояса рассматриваются в виде несмещенной магмоподводящей
зоны, субвертикально уходящей на глубины свыше 50 км и не пересекающейся
скважиной. По выражению автора, эти интрузии «сшивают» весь разрез.
В. Н. Пучков
при построении своей мобилистской модели (см. рис. 3, б) исходит из результатов
геологических исследований в зоне сочленения Тагильской и Центральноуральской
зон севернее района бурения, где устанавливается залегание пород Тагильского
комплекса в виде тектонического покрова регионального значения . Используя изменение
положения с глубиной отражающих площадок (по данным MOB и ГСЗ) с
глубиной, автор модели предполагает соответствующее выполаживание поверхностей
тектонического срыва на глубине и прогнозирует их подсечение сверхглубокой
скважиной. Одновременно предполагается возможность повторения в разрезе
отложений с глубины 7 км, имеющих более молодой возраст, чем вышележащие, в
пользу чего, по мнению. В. Н. Пучкова, свидетельствует установленная ГСЗ
неоднократная инверсия скоростей на глубинах 7—17 км. На вопрос о том, какие
комплексы тектонически совмещаются в предполагаемом разрезе СГ-4, автор не
дает однозначный ответ. В качестве возможного состава наиболее интересной малоплотной
пластины на глубине 7—9 км высказаны следующие варианты: вулканогенно-осадочные
отложения верхнего силура—девона Тагильской зоны; плагиограниты, плагиогнейсы
(плагио-мигматиты); серпентинитовый меланж, сближенные зоны рассланцевания;
ордовикско-девонские существенно терригенные отложения континентального
подножия. Пластина, расположенная на глубине 9—11 км, наиболее вероятно,
принадлежит меланократовому фундаменту (габбро, амфиболиты, ги-пербазиты),
первично подстилавшему вулканогенные комплексы Тагильской зоны. На глубине 11
км и ниже ожидается вскрытие метаморфических, принадлежащих фундаменту утоньшенного,
частично разрушенного при рифтогенезе края Восточно-Европейского континента —
переходной зоны oт континентальной коры к океанической. Не исключено, что
на глубине 11-15 км повторяетя тектонический разрез палеозойских эвгеосинклинальных
толщ и их меланократового основания.
В
модели С. Т. Агеевой, А. Г. Волчкова и
П. С. Ревякина (ЦНИГРИ) под Тагильской эвгеосинклиналью предполагается
куполовидное поднятие гранулит-базитового слоя, свод которого расположен на
глубине около 12— 13 км. Выше должны залегать слабо вскрытые на поверхности
отложения океанической коры, в основании которых залегает мощный офиолитовый
комплекс, инъецированный крупными телами гипербазитов.
В.
И. Сегалович (КамНИИКИГС) составил
два крайне мобилистских варианта модели, исходя из гипотезы обширного, протяженностью
в сотни километров, тектонического перекрытия окраины Восточно-Европейского
континента покровами, состоящими из продуктов спрединга окраинных и междуговых
бассейнов, а также островодужных вулканитов. Согласно этой модели, СГ-4 до
глубины 6 км вскроет вулканогенно-осадочные комплексы верхней части Тагильского
прогиба, далее пересечет интрузивные образования Платиноносного пояса,
метаба-зиты низов лландовери, мощную (порядка 3 км) пластину ультрабазитов, и,
наконец, после 14 км войдет в отложения верхнего девона — нижнего карбона
Восточно-Европейской плиты. Согласно другому варианту, СГ-4 пересечет весь
разрез аллохтонной части прогиба, называемой автором «Тагильским пакетом
покровов», и, возможно, достигнет подстилающей кровли Улсовско-Висимской зоны
поддвига (Оз— D2 ).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|