Н И Ж Н И Й С Т Р У К Т У Р Н Ы Й Э Т А Ж
Стратиграфия и магматизм
Фундамент Западно-Сибирской плиты обнажается только по ее периферии — в окружающих палеозойских складчатых соору жениях и прилежащей части Сибирской платформы; во внутрен них частях плиты он вскрыт большим количеством глубоких сква жин 140]. Отложения, предположительно относящиеся к п р о т е р о з о ю, вскрыты главным образом в периферических частях плиты и представлены разнообразными метаморфическими слан цами, бпотптовыми, биотит-роговообманковыми и другими гней сами. Возраст их устанавливается на основании сходства с соот ветствующими образованиями складчатого обрамления. В краевых частях плиты выявлены также отложения тс е'м б р и я, о р д о в и к а и с и л у р а (разнообразные вулканиты, терригенные п карбонатные породы), причем, их возраст определяется в боль шинстве случаев условно, по аналогии с прилегающими участками складчатого обрамления. Наиболее широко распространены отло
жения д е в о н с к о й |
системы, выраженной разнообразными |
|
формациями. Состав их довольно пестрый — это песчаники, |
але |
|
вролиты, аргиллиты и |
вулканогенные породы — эффузивы |
раз |
ного состава, туфы и туффиты, туфопесчаники и туфоконгломераты и др. Возраст отложений определяется на основании остатков кринопдей, радиолярий, спор и пыльцы. Все эти породы в боль шинстве случаев сложно дислоцированы, заметно метаморфизованы п обнаруживают большое сходство с соответствующими по возрасту толщами, обнажающимися в расположенных непода леку складчатых сооружениях.
Многие скважины вскрыли также в е р х н е п а л е о з о й - с к п е отложения — глинистые и другие сланцы, алевролиты, песчаники, конгломераты, карбонатные и вулканогенные породы. В них встречены растительные остатки, обломки раковин брахиопод и мшанки, позволяющие довольно уверенно относить содер жащие их породы к верхнему палеозою, а в ряде случаев выделить среди них каменноугольные и пермские отложения и даже про извести более дробное их расчленение. Так, Чулымской опорной скважиной вскрыта почти полукилометровая монотонная пес чаносланцевая толща карбона, в которой выделены свиты и го ризонты, довольно уверенно сопоставляющиеся с соответствую щими стратиграфическими единицами Кузнецкой и Минусинской впадин.
В составе фундамента плиты существенную роль играют интру зивные породы, вскрытые многочисленными скважинами [40]. Наиболее широко представлены нормальные граниты — массив ные, гнейсовидные, порфировидные, а также плагиограниты, гранодиориты, кварцевые монцониты, щелочные граниты. Цифры их изотопного возраста значительно варьируют —от 925 до 205 млн.
232
лет. В восточной части плиты гранитоидов мало, но широко пред» ставлены интрузии основного состава — габбро, габбро-нориты, габбро-диабазы, а также ультрабазиты.
Строение фундамента
Еще до начала широких геофизических исследований и до по лучения обширных данных опорного и разведочного бурения многие ученые составляли тектонические схемы, на которых была изображена структура фундамента плиты. Эти схемы сводятся к трем основным типам, согласно которым фундамент сложен:
1)докембрийскими и палеозойскими складчатыми сооружениями;
2)палеозойскими — каледонскими и герцинскими складчатыми сооружениями; 3) герцинскими складчатымиГсооружениями. Не которые из предложенных схем отличаются большой сложностью
ивключают многочисленные тектонические элементы, которые, однако, нередко выделяются на основании недостаточных факти ческих данных.
За последние 10—15 лет было получено огромное количество
новых данных и в связи с этим предложены |
многочисленные ва |
|
рианты |
тектонического строения фундамента |
[40; 106]. Многие |
схемы |
отличаются большой сложностью и |
сильно расходятся |
в оценке как места и распространения разновозрастных склад чатых комплексов, так и их геологических взаимоотношений; вместе с тем некоторые заключения можно считать достаточно достоверными.
Твердо установлена гетерогенность фундамента: в его строе нии участвуют складчатые сооружения разного возраста — от бай кальских (на востоке) до герцинских, среди которых, по-види мому, в виде относительно небольших глыб находятся остатки раздробленного комплекса основания, имеющие характер сре динных массивов.
В западной части плиты единодушно выделяется меридиональ ный участок, примыкающий к Уралу, сложенный герцпнндами. К северу от Центрального Казахстана распространены каледон ские складчатые сооружения, а в Чулымо-Енисенском районе наряду с каледошщами большая роль принадлежит байкалидам. Широкое участие герциыид предполагается большинством исследо вателей в центральных районах плиты. Сложно изогнутая полоса герцинид, слагающих Томь-Колыванскую складчатую зону, про тягивается на юг, где она соединяется со складками Алтая, а также на север — вдоль долины р. Оби; в северо-восточной части плпты складчатые сооружения этого возраста предположительно 'могут быть выделены на основе некоторых геологических и геофизиче ских данных. Об этих погребенных герцинидах упоминалось выше, при описании Сибирской платформы и Таймырской складчатой области. Не исключена возможность, что в центральной части плиты (восточнее г. Ханты-Мансийска) залегает докембрннская
глыба, выделяемая рядом исследователей под наименованием Тоболии. Геофизические данные позволяют также предполагать, что в северной части плиты фундамент местами также сложен
Рис. 54. Схема строения поверхности складчатого фундамента Западно-Си бирской плиты (по В. Н. Соболевской).
1 — границы распространения отложений платформенного чехла; 2 — стратоизогипсы
по подошве мезозойско-кайнозойского чехла; 3 — локальные куполовидные и брахиан-
тинлинальные структуры чехла; 4 — глубинные разломы; 5 — прочие разломы; |
6 — |
||
тафросинклинали и депрессии, выполненные отложениями пермо-триаса и триаса; |
7 — |
||
впадины, выполненные |
палеозойскими молассовыми отложениями. Тафросинклинали; |
||
I — Тюменская, II — Челябинская, III — Кушмурупекая, IV — Ляпинская, V — Урен |
|||
гойская, V I — Колтогорская, V II — Сургутская, V III — Худоссевская, IX |
— Омская |
||
складчатым докембрием, а на нем залегают палеозойские |
осадки |
||
платформенного |
типа. |
|
|
Интересной особенностью фундамента является его двухъярус |
|||
ное строение. Сопоставление магнитных и гравитационных |
дан |
||
234
ных показывает, что наряду со сложно дислоцированными и зна чительно метаморфизованными породами преимущественно ниж него и среднего палеозоя в фундаменте имеются участки сравни тельно слабо дислоцированных и почти не метаморфизованных «полуплатформенных» осадков верхнего, отчасти также среднего палеозоя, выполняющие впадины типа Кузнецкой или Минусин ской. Наличие таких структур подтверждено бурением в ЧулымоЕнисейском районе, где обнаружена крупная впадина этого типа — Касская, а также ряд более мелких, расположенных севернее.
Геофизические данные позволяют наметить существование зон крупных разломов по периферии плиты и в центральных ее частях. Такие зоны, достигающие протяженности в несколько сотен километров, фиксируются линейно вытянутыми интенсив ными положительными магнитными и гравитационными анома лиями, вызванными внедрением вдоль этих зон магмы основного
состава. Кроме |
крупных разломов фундамент плиты рассечен |
|||
сетью многочисленных |
более мелких |
разрывных |
нарушений, |
|
в значительной |
мере |
обусловливающих |
довольно |
сложный его |
рельеф. Для выявления рельефа поверхности фундамента исполь зованы данные различных геофизических методов, которые под креплены материалами бурения. К настоящему времени уже со ставлена целая серия схематических карт, которые несмотря на то, что в деталях они довольно сильно отличаются, отражают общую картину сложного строения фундамента [40, 106]; одна из таких карт приводится на рис. 54.
ВЕРХНИЙ СТРУКТУРНЫЙ ЭТАЖ
Стратиграфия
В строении платформенного чехла плиты принимают участие два разновозрастных комплекса, резко различающихся по струк турному положению. Первый из них включает, в основном триасо вые отложения и связан с грабеиообразными структурами, кото рые часто называют тафрогенами; он относится одними исследова телями к фундаменту, другими — к чехлу, а третьими выделяется в виде особого «переходного комплекса». Поскольку впадипы тафрогениого типа во многом сходны с авлакогенамп древних платформ, мы рассматриваем выполняющие их отложения в составе платфор менного чехла. Второй комплекс включает отложения от лейаса до антропогена н формирует настоящий платформенный чехол.
Первый комплекс вскрыт скважинами в северной части Тургайского прогиба и представлен эффузивно-осадочной толщей, кото
рая на основании |
фауны пелеципод, остракод и рыб относится |
к т р и а с у или |
п е р м о - т р и а с у . Сложена она аргилли |
тами, алевролитами и песчаниками с покровами основных эффузивов и имеет видимую мощность около 1 км, однако по геофизи ческим данным мощность ее намного больше.
Очень похожий_'осадочно-вулканогенный комплекс, который называют туринской серией, вскрыт севернее Тюменской опорной скважиной, а также обнаружен во многих других пунктах плиты [106; 65]. В частности, в низовьях Енисея — в районе УстьПорта эффузивно-терригенная толща имеет мощность более 1 км и сложена аргиллитами, песчаниками, туффитами и туфопесчаникамп с пластообразными залежами основных эффузивов.
В юго-западной части плиты выявлено несколько впадин та кого же типа, как Челябинская, охарактеризованная при опи сании Уральской складчатой системы. Существенно песчано сланцевая угленосная челябинская серия, выполняющая эти впадины, относится к в е р х н е м у ' т р и а с у — н и ж н е м у
л е й а с у .
Второй из названных выше комплексов, образующий повсе местно развитый платформенный чехол плиты, литологически очень однообразен, но фациально разнохарактерен. Несмотря на то, что большая часть поверхности плиты покрыта отложениями антропогена, сейчас уже можно дать более или менее полную литолого-стратиграфическую характеристику пород верхнего структурного этажа. Это оказалось возможным благодаря' боль шому объему опорного и глубокого разведочного бурения, произ веденного в последние годы. Следует, однако, отметить, что пло хая фаунистическая охарактеризованность отложений, наличие большого количества континентальных осадков и значительная фациальная изменчивость отдельных частей разреза зачастую сильно осложняют корреляцию толщ, развитых в разных районах. К настоящему времени разными исследователями предложено несколько стратиграфических схем, выделено большое количество свит, однако здесь мы ограничимся обобщенной характеристикой стратиграфии мезозоя — кайнозоя по системам.
Юр а . Полный разрез морских юрских отложений вскрыт скважинами в Устъенисейской впадине. В нижней части развитой здесь терригенной толщи залегают глины, аргиллиты, алевролиты и песчаники с фауной пелеципод, которая дает возможность вы делить отложения от среднего лейаса до байоса, имеющие общую мощность 500—750 м. Ват сложен песчано-сланцевой угленосной толщей около 140 м с растительными остатками и фораминиферами. В составе верхнеюрских отложений на основании фауны аммони тов, белемнитов и пелеципод выделяются все ярусы. Сложены они алевролитами и глинами с подчиненными песчаниками, иногда глауконитовыми, с тонкими прослоями мергелей и известняков в верхней части разреза. Местами отложения Оксфорда и кимериджа отсутствуют. Мощность верхней юры доходит до 500—600 м.
Резко отличный фациальный комплекс обнажается на юговосточной окраине плиты — в Чулымо-Енисейском районе, где он в связи с угленосностью изучался многими исследователями. Юра здесь четко делится на три свиты — нижнюю и верхнюю угленосные и среднюю безугольную. Нижняя свита (около 100 м)
236
сложена в западной части района аргиллитами и алевролитами с прослоями углистых сланцев и пластами бурых углей. Восточ нее — в Красноярском угленосном районе, в нижней части свиты залегают конгломераты, галечники и песчаники. Спорово-пыльце вые комплексы, в которых преобладает пыльца голосеменных растений, устанавливают раниеюрский возраст свиты. Вышележа щая безугольиая свита сложена песчаниками с маломощными про слоями алевролитов и аргиллитов в западной части района, а на востоке также конгломератов и гравелитов. Мощность свиты 126— 175 м. В спорово-пыльцевых комплексах существенную роль играют споры папоротниковых, отчасти плауновых и хвощей, которые вместе с изменением состава пыльцы хвойных растений позволяют отнести безугольную свиту к средней юре. Верхняя угленосная свита мощностью от 350 до 450 м состоит из череду ющихся песчаников, алевролитов и аргиллитов и содержит в раз ных районах от 8 до 18 пластов угля, один из которых достигает мощности 12—17 м. Возможно, что верхняя часть разреза, не редко обособляемая в самостоятельную свиту, относится уже к верхней юре, так как в ней наряду со среднеюрским спорово пыльцевым комплексом содержатся остатки голосеменных расте ний, наиболее характерные для верхнего отдела — Ginkgo parva,
Pinus pernobilis.
Во внутренних частях плиты юра вскрыта многими опорными и глубокими разведочными скважинами и представлепа двумя фациальными комплексами осадков — контниепталышм и мор ским. Первый, содержащий споры и пыльцу нижней и средней юры, представлен толщей песчаников, алевролитов, аргиллитов и глии, нередко с сидеритовыми стяжениями и пластами углей. Мощность этих отложений, которые во многих пунктах выделя ются под наименованием тюменской свиты, местами превышает 500 м, но бывает значительно меньше. В некоторых скважинах выше залегает также континентальная красиоцветная толща, состоящая из песчаников, алевролитов и аргиллитов мощностью от нескольких десятков метров до 160 м. В бассейне р. Тобол в. верхней части среднеюрских отложений заметную роль играет туфогенный материал. Второй фациальный комплекс морской. Он также имеет песчано-глинистый состав, но содержит до вольно богатую фауну аммонитов и других организмов, по которым выделяются все ярусы верхней юры. Мощность отдела вместе с нижним валанжином, с которым он составляет единое целое, колеблется в пределах от нескольких десятков метров до
300м.
Вкраевых частях плиты, особенно на юге, отложения верхней
юры отсутствуют или замещаются континентальными осадками. Некоторые исследователи считают, что на обширных простран ствах северной половины плиты место пижиего континентального комплекса занимают морские отложения, мощность которых оце нивается цифранги от 200 до 1000 м.
257