Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Тектоника Тургайского бассейна

27.04.2020

Тургайский прогиб, в восточной части которого находится угленосный бассейн, представляет собой закрытый регион сложного строения, расположенный на стыке четырех крупных разнонаправленных структур. Две из них — Урал (на западе) и Казахская складчатая страна (на востоке) — имели тенденцию к воздыманию. Их горные сооружения образуют возвышенные борта прогиба. Две другие структуры — Западно-Сибирская плита (на севере) и Туранская плита (на юге) — являлись областями длительного погружения и связаны с Тургайским прогибом плавными переходами. Поэтому его северная и южная границы устанавливаются в значительной степени условно. Геологическое развитие Тургайского прогиба, по-видимому, должно быть тесно связано с развитием сопряженных с ним крупных регионов, оказавших влияние на его формирование.

Вопросами тектоники области Тургайского прогиба в разное время занимались А.П. Карпинский, Н.Г. Кассии, Г.Е. Быков, А.Д. Архангельский, Н.Л. Бубличенко, Б.А. Петрушевский, Н.Н. Ростовцев, A.П. Сигов и О.В. Бурдина, И.И. Горский, Е.A. Maзина, Е.А. Мазина и Н.К. Овечкин, В.А. Бугайло, B.Ф. Беспалов, П.С. Галкин, А.М. Захаров, Д.Д. Топорков, М.В. Бунина и многие другие. Особенно большое значение имеют работы Е.А. Мазиной и Н.К. Овечкина, разработавших cхему тектоники прогиба, которая легла в основу всех последующих, несколько уточненных вариантов тектонических схем этого сложного закрытого региона.

В современной структуре Тургайский прогиб представляет собой крупную синеклизу альпийского времени, выполненную почти горизонтальнолежащими отложениями мелового и кайнозойского возраста. В северной его половине домеловой фундамент образует молодое поперечное «поднятие», известное под названием Кустанайского вала. В средней его части абсолютные отметки фундамента +50/100 м, а в прибортовых повышаются даже до +150 м и породы выходят на дневную поверхность. Северную и южную границы вала можно условно провести по изолинии, соответствующей нулевой абсолютной отметке (рис. 7). Кустанайский вал является в практическом отношении наиболее важным макроструктурным элементом Тургайского бассейна, поскольку на его площади расположены все основные месторождения углей, пригодные для отработки открытым способом.

Южная половина Тургайского прогиба изучена очень слабо. Геофизические материалы и данные бурения отдельных скважин показывают, что фундамент здесь опущен на глубину, местами превышающую 1000 м. Эта часть региона выделяется нами как Южно-Тургайская депрессия. Возможная угленосность ее в связи со значительной глубиной залегания продуктивной толщи практического значения не имеет.

В разрезе Тургайского прогиба М.В. Бунина выделяет четыре структурных этажа, или яруса, отражающих различные этапы тектонической жизни региона, в том числе два геосинклинальных и один полу-платформенный этажи, слагающие фундамент региона, и собственно платформенный, осадки которого образуют чехол горизонтально залегающих отложений. Первый геосинклинальный этаж сложен породами допалеозойского и нижнепалеозойского возраста (сланцы, гнейсы, эффузивы в зеленокаменной стадии изменения и др.). Ко второму этажу отнесены породы среднего палеозоя (известняки, сланцы, песчаники, алевролиты, эффузивы). Среди них широко распространены нижнекаменноугольные, которыми заканчивается геосинклинальная стадия развития региона. Отсутствие в прогибе средне- и верхнекаменноугольных образований свидетельствует о длительном перерыве в осадконакоплении. Отложения перми, нижнего и среднего триаса, связанные единым эффузивно-осадочным циклом, а также отложения верхнего триаса и юры, принадлежащие к нижней части постгеосинклииального комплекса, отнесены к переходному — полуплатформенному этажу. Как и для сопряженных участков Среднего Зауралья, основанием для выделения полуплатформенного этажа явилась местная дислоцированность пород, обусловленная проявлением в перми и раннем мезозое значительных по интенсивности движений. Отмечается постепенное затухание степени интенсивности движений во времени, в связи с чем отложения каждого последующего структурного подъяруса (этого переходного этажа) постепенно приобретают все более отчетливо выраженные черты платформенного развития.

Новая трактовка структурного плана домеловых отложений прогиба получена М.В. Буниной на основе анализа закономерностей распределения на его территории пород разных структурных этажей, встречающихся на одном эрозионном срезе. Характер размещения блоков, сложенных породами первого и второго этажей фундамента, имеющих, очевидно, различную степень погружения, уже дает первое представление о структурном плане. Так, сильно перемятые и дислоцированные отложения нижнего палеозоя и докембрия, принадлежащие к нижнему этажу фундамента и образующие наименее опущенные блоки, рассматриваются как горсты. Породы второго его этажа, представленные преимущественно нижнекаменноугольными образованиями (морские, в подчиненном количестве эффузивные фации), сохранились в опущенных зонах или крупных грабенах первого порядка, имевших, по-видимому, тенденцию к длительному опусканию. Отложения перми, триаса и юры, принадлежащие к полуплатформенному этажу, сохранились в отдельных впадинах-грабенах более мелких порядков, расположенных, как правило, на площади грабенов первого порядка или в зонах глубинных разломов, разграничивающих крупные разнонаправленные блоки.

Систематизируя результаты своих наблюдений, М.В. Бунина выделяет на площади прогиба три крупные структурно-фациальные области: Главную Тургайскую, отвечающую основному грабену, Западную область тектонических глыбовых блоков (горстов и грабенов), или погребенное продолжение герцинских структур Урала, Восточную область тектонических глыбовых блоков, представляющих погребенное продолжение каледонид Центрального Казахстана.

Западная область глыбовых блоков ограничена с востока Ливановским разломов, отделяющим эту область от основного грабена. Здесь достаточно упомянуть лишь о трех наиболее восточных структурах, известных в литературе под названием Зауральского «антиклинория», Денисовской «антиклинальной зоны» и расположенного между ними Маслоковецкого «синклинория». Первые две структуры рассматриваются М. В. Буниной в качестве жестких глыбовых блоков, представляющих останцы пород нижних этажей фундамента, Маслоковецкий «синклинорий» — как грабен, в котором сохранились породы полуплатформенного и верхней части второго геосинклинального этажей фундамента.

Западная граница рассматриваемой области выражена недостаточно четко, ибо того же характера глыбово-блоковое строение прослеживается далеко на запад. Поэтому и вопрос о западной границе Тургайского прогиба пока не решается однозначно и трактуется по-разному. П.С. Галкин проводит эту границу по Тобольскому разлому, считая, что к западу от него расположены уже структуры Уральского обрамления. Н.К. Овечкин отодвигает эту границу на запад, относя к структурам Тургайского прогиба и Зауральский «антиклинорий». В.А. Бугайло проводит ее еще западнее — по Челябинскому разлому. Другие исследователи отодвигают границу прогиба на восток до Лива-новского разлома.

Отсутствие единого мнения в вопросе о положении западной границы прогиба тесно переплетается с вопросом трактовки его структурного плана. Рисуемое здесь чередование сложных «антиклинориев» и «синклинориев», описание которых приводится в работах многих исследователей Урала и Тургая, не отражает ни динамики процесса формирования региона, ни присущего ему блокового строения. Трудно допустить, чтобы погружение (на глубину нескольких километров) обширной территории (шириной 400—500 км), отвечающей основному грабену, могло бы произойти лишь по двум ограничивающим глубинным разломам. Естественно, что в процессе формирования основного грабена в его бортах возникла серия ступенчатых сбросов, выраженных очень отчетливо в рассматриваемой Западной структурно-фациальной области. Так, наиболее западный из блоков — Зауральский, являясь наименее погруженным, сложен породами нижнего этажа фундамента (верхний протерозой, нижний палеозой). Денисовский блок, представляющий следующую к востоку ступень погружения, сложен уже породами нижней части второго геосинклинального этажа фундамента (силур, девон). Породы древних комплексов сильно дислоцированы, перемяты и разбиты мелкими дизъюнктивными нарушениями на серию клиновидных блоков. Возможно, что эти блоки, являясь унаследованными, соответствуют ядрам древних антиклинориев.

Между ветвями Тобольского разлома, разделяющего Зауральский и Денисовский блоки, находится Маслоковецкий грабен. Сохранившиеся в нем породы полуплатформенного этажа, по-видимому, являются остатками грабен-синклинали, сложенной пермскими красноцветами и андезитами.

Главная Тургайская структурно-фациальная область представляет собой следующую к востоку основную ступень погружения Тургайского прогиба. В структурном отношении это огромный грабен, ложе которого осложнено многочисленными грабенами и горстами разных порядков. Здесь выделяются два крупных грабен-синклинория — Кустанайский и Койбагарский и разделяющая их Центрально-Тургайская тектоническая зона.

Кустанайский грабен-синклинорий — это крупное погружение, расположенное за пределами Тургайского буроугольного бассейна, непосредственно к западу от него, поэтому мы очень кратко остановимся на этой сложной, пока еще недостаточно изученной структуре. С запада грабенсинклинорий ограничен Ливановским, а с востока Центрально-Гургайским разломами. Ложе его осложнено многочисленными грабенами и горстами, из которых на рис. 8 показаны лишь три крайние с востока: Новонежинский горст, Казанбасский грабен и надвинутый на него с запада Казанбасский горст.

Койбагарский грабен-синклинорий представляет собой крупную, слабо изученную структуру, сложенную в основном отложениями верхнего турне — нижнего визе. По некоторым данным в южной его части присутствуют и девонские отложения. На схеме (см. рис. 7) структура показана в виде расширяющейся к югу полосы северо-восточного простирания. С востока она граничит с Есильским глыбовым блоком, отделяясь от него Приказахстанским разломом, а далее на север — зоной Жаныспайского разлома; между ветвями последнего находится Тюнтюгурский прибортовой грабен, выполненных пластическими красноцветными отложениями пермского возраста. Западная граница Койбагарского грабен-синклинория проводится по Севастопольской тектонической зоне, близ которой расположена Панфиловская впадина, выполненная юрскими угленосными отложениями.

На северном продолжении Койбагарского грабен-синклинория находится Марьевская и Бурлукско-Муккурская грабен-синклинали, отделяющие Карашиликский горстово-глыбовый блок от восточного обрамления прогиба. Грабен-синклинали сложены породами нижнего карбона. На их площади расположены Узынколь-Куприяновский и Бурлукский грабены третьего порядка, выполненные угленосными отложениями верхнего триаса (карашиликская серия).

Центрально-Тургайская тектоническая зона представляет собой полосу северо-восточного простирания шириной 50—80 км, пересекающую основной грабен. С запада зона ограничена Центрально-Тургайскими, а с востока — Севастопольским и Куприяновским разломами и состоит из сочетания грабенов и горстов. Грабены сложены породами полуплатформенного этажа фундамента (Р—Т), а горсты — породами второго геосинклинального и частично полуплатформенного этажей. Среди грабенов самым крупным и изученным является Аманкарагайский. К северу от него расположен Новоалексеевский, а к югу — Наурзумский горсты.

Глыбовые блоки представлены породами нижнего этажа фундамента. К северу от Аманкарагайского грабена расположен Карашиликский глыбовый блок, описание которого дается вместе со структурами восточного обрамления прогиба, так как в Центрально-Тургайскую тектоническую зону входит лишь западная часть блока. На юге зоны находится блок Южный.

Новоалексеевский горст — это небольшая, ограниченная дизъюнктивными нарушениями структура субширотного направления на стыке Карашиликского глыбового блока и Аманкарагайского грабена. Горст сложен известняками и мергелями, содержащими фауну нужнего карбона. В отдельных тектонических впадинах (из группы Рымских), расположенных близ пос. Новоалексеевского, встречены континентальные песчано-глинистые образования, содержащие споры и пыльцу пермского возраста.

Аманкарагайский грабен представляет собой опущенный блок северо-восточного простирания шириной 50—75 км, прослеженный по простиранию почти на 160 км. Он выполнен породами эффузивно-осадочной серии нижнего—среднего триаса (туринская серия), залегающими почти горизонтально, и подстилающими их липаритами пермского возраста. Последние выведены на поверхность эрозионного среза фундамента в небольших горстовых поднятиях третьего и более высоких порядков. Западной границей грабена служит Центрально-Тургайский разлом, восточной — один из сбросов Севастопольской тектонической зоны.

В осевой части грабена, параллельно Центрально-Тургайскому разлому, проходит Убаганская тектоническая зона северо-восточного простирания. Она имеет сложное строение и состоит из сочетания грабенов и горстов четвертого и более мелких порядков. Грабены выполнены отложениями убаганской серии, с которыми связано пять месторождений Тургайского угленосного бассейна: Кушмурун, Эгинсай, Приозерное, Черниговское, Харьковское. В направлении к северо-востоку Убаганская тектоническая зона, ограничивая с востока Новоалексеевский горст, протягивается далее на Карашиликский горстово-глыбовый блок. Здесь к ней приурочены Кольцовский, Урицкий, Сулу-Агашские грабены или впадины, выполненные юрскими континентальными отложениями, не несущими угленосности.

Наурзумский горст расположен непосредственно к югу от Аманкарагайского грабена. На его площади пройдены лишь единичные картировочные или поисковые скважины, вскрывшие нижнекаменноугольные известняки. Изучена структура слабо, а контуры ее даны схематично.

Южный горстово-глыбовый блок устанавливается в основном по геофизическим данным и показан на тектонических схемах и геологических картах Н.К. Овечкина, А.М. Захарова и др. Единичные скважины подтверждают, что блок сложен породами нижнего этажа фундамента.

Восточная зона глыбовых блоков отличается от западной отсутствием прямолинейности в расположении блоков, наследовавших меняющиеся дугообразные простирания структур Центрального Казахстана. Здесь выделяются Карашиликский и Есильский глыбовые блоки, западная, наклоненная в сторону прогиба окраина погребенной части Улутавского и Кокчетавского антиклинориев и ряд более мелких структур.

Карашиликский горстово-глыбовый блок (или Карашиликский «антиклинорий», по Н.К. Овечкину и Е.А. Мазиной) сложен породами нижнего палеозоя и докембрия, принадлежащими к нижней части нижнего этажа фундамента региона. Блок очень сложного строения разбит серией дизъюнктивных нарушений на ряд более мелких блоков. В западной его части имеются интрузии верхнепалеозойских гранитов. С запада горст контактирует по Тургайскому глубинному разлому с Кустанайским грабен-синклинорием. Восточная его граница проводится по Куприяновскому разлому. К югу от него, отделяясь Kapa-шиликским разломом, находятся Новоалексеевский горст и Аманкара-гайский грабен. С севера глыбовый блок контактирует с породами второго и третьего структурных этажей Западно-Сибирской низменности. Площадь Карашиликского блока пересекается Убаганской и Севастопольской тектоническими зонами. По следу Убаганской зоны в отдельных впадинах-грабенах третьего и четвертого порядков фрагментарно сохранились угленосные отложения карашиликской и убаганской угленосных серий. В зоне Севастопольского разлома выделяется небольшая грабен-синклиналь Жарке, выполненная нижнекаменноугольными отложениями. Борта Карашиликской впадины сложены наиболее древним комплексом пород (гнейсы, метаморфические сланцы, порфиритоиды). Te же породы развиты в открытой части Кокчетавского антиклинория.

Есильский горстово-глыбовый блок представляет собой погребенное продолжение структур открытой части казахстанского обрамления. Он состоит из сочетания двух крупных структур: Стерлитамакско-Новомихайловского синклинория, сложенного отложениями ордовика, девона, карбона, и Жаркаинагачского сложного антиклинория, состоящего из двух горстов, в строении которых участвуют отложения нижнего палеозоя и кембрия. С запада Есильский блок ограничен Прика-захстанским, а с северо-запада — Жаныспайским разломами, имеющими большую амплитуду смещения. Вдоль Жаныспайского разлома протягивается крупная Жаныспайская впадина, а вблизи юго-восточной границы блока находится Бертальская. Впадины выполнены отложениями убаганской серии, имеющими мощность около 800 м.

Восточная граница Есильского блока нечеткая. Здесь нет единого разлома, отделяющего его от открытой части Кокчетавского антиклинория, как это имеет место для Карашиликского. Создается впечатление, что движения, обусловившие формирование Тургайского грабена, захватили контактирующую с ним прибортовую полосу восточной окраины Казахстанского его обрамления и вызвали ее погружение в сторону Тургайского грабена. Погружение сопровождалось возникновением зон радиальных разломов, отражавших дугообразные простирания каледонского структурного плана. Одни из блоков, сложенные породами нижнего этажа фундамента, остались связанными с открытой частью Центрально-Казахстанского нагорья и лишь полого наклонены к западу. Разобщающиеся же их блоки, сложенные породами второго геосинклинального и полуплатформенного этажей и ограниченные долгоживущими разломами, претерпели очень глубокое погружение. С этими мобильными блоками связаны две грабен-синклинали: Ишимская и Державинская.

Ишимская грабен-синклиналь сложена породами второго геосинклинального этажа фундамента. На ее площади находится Савинковско-Кызылтальская впадина или грабен четвертого порядка, выполненный угленосными отложениями нижней и средней юры, имеющими мощность более 1000 м. В строении Державинской грабен-синклинали участвуют породы каменноугольного и пермского возраста (верхняя часть второго геосинклинального этажа и нижняя — полуплатформенного). Вдоль ее западной границы, по контакту с долгоживущими разломами, расположена крупная Мхатовская грабенообразная впадина, выполненная нижне- и среднеюрскими угленосными отложениями мощностью более 1000 м. Накопление в герцинских грабен-синклиналях отложений второго и третьего структурных этажей общей мощностью несколько тысяч метров свидетельствует о значительной мобильности их ложа при тенденции к погружению. Эти грабен-синклинали и грабены в течение длительного времени служили областями интенсивного осадконакопления.

Заложение Тургайского прогиба, сопровождавшееся образованием грабен-синклиналей, грабенов и горстов первого порядка, по-видимому, произошло в уральскую фазу герцинской складчатости. Окончательное же формирование структурного плана региона вызвано киммерийскими движениями, обусловившими появление новых более молодых грабенов на фоне герцинских грабенов и грабен-синклиналей. В одних из них сохранились эффузивно-осадочные образования перми и триаса, в более молодых — происходило накопление угленосных отложений верхнего триаса и юры. В связи с последними фазами киммерийских движений от некогда обширных грабенов остались отдельные фрагменты в виде грабенов третьего и четвертого порядков, к которым приурочены буроугольные месторождения. Их размеры изменяются в больших пределах. В Убаганской группе самым маленьким является Харьковское месторождение (1х7 км), а самым крупным — Эгинсай (ширина 3 — 10 км при длине 35 км). Грабены-впадины, с которыми связаны месторождения Приишимской группы, являются наиболее крупными и также вытянуты в северо-восточном направлении. Жаныспайская впадина при максимальной ширине 35 км имеет длину 100 км, а размеры Caвинковско-Кызылтальской 20х90 км.

Мезозойские отложения, выполняющие впадины, смяты в пологие брахисинклинальные складки. Крылья их обычно оборваны более молодыми сбросами, приводящими в контакт угленосные осадки верхнего триаса и юры с эффузивами туринской серии, известняками и сланцами карбона, а иногда и более древними образованиями. Нередко эти сбросы обрывают и мощные пласты угля (рис. 9) . На месторождениях Убаганской группы амплитуда видимого смещения достигает 500 м, а Приишимской — до 1000 м. Возможно, что фактически она значительно больше, но из-за того, что в приподнятом крыле бортовых нарушений угленосные отложения, как правило, не сохраняются, точно установить амплитуду смещения не представляется возможным. Бортовые сбросы обычно сопровождаются зоной смятия шириной 25—30 м, нередко имеющей чешуйчатое строение, что хорошо видно в разрезе скв. 144, пробуренной в зоне Восточного бортового сброса Кызылтальского месторождения (см. рис. 9, в), Надвиговый контакт наблюдался только в западном борту месторождения Байконур (см. рис. 9, г).

Угленосные отложения карашиликской серии обычно сильно дислоцированы. Они перемяты, нередко разбиты многочисленными сбросами. Углы падения пород меняются от 40 до 90°. Наряду с этим встречаются отдельные участки с более пологим залеганием пород. Строение разреза карашиликской серии хорошо видно в обнажениях по р. Бур-лук, пересекающей одноименное углепроявление.

Того же характера тектонические нарушения наблюдаются и для нижнеюрских угленосных отложений месторождения Байконур. Вероятно, это вызвано тем, что Байконурский грабен, как и большая часть верхнетриасовых грабенов бассейна, расположен на площади развития пород нижнего этажа фундамента. Дизъюнктивная тектоника проявилась там более интенсивно, а условия для углеобразования были менее благоприятными. Поэтому осадки карашиликской и убаганской серий месторождений, связанных с этими грабенами, отличаются пониженной степенью угленосности.

Угленосные отложения юрского возраста, выполняющие впадины грабены, расположенные на площади развития пород второго геосинклинального и полуплатформенного структурных этажей, залегают очень спокойно, почти горизонтально (1—5°). На крыльях складки углы падения пород увеличиваются иногда до 20—30°. Основная брахисинклиналь обычно осложнена клинального и полуплатформенного структурных этажей, залегают очень спокойно, почти горизонтально (1—5°). На крыльях складки углы падения пород увеличиваются иногда до 20—30°. Основная брахисинклиналь обычно осложнена отдельными небольшими брахисинклинальными складками. На Черниговском месторождении наблюдаются три небольшие дополнительные брахисинклинали, расположенные вдоль оси основной складки. Они хорошо вырисовываются на эрозионном срезе угленосных отложений. На месторождении Кушмурун, встречены две дополнительные брахисинклинали — Западная и Восточная, в которых ложе впадины погружено на глубину до 500 м, а мощность отложений кушмурунской свиты и залегающих в ней основных пластов угля (НМ и BM) значительно увеличивается, иногда возрастая почти в 2 раза. Отсюда можно сделать вывод, что формирование этих небольших брахисинклиналей происходило в процессе осадконакопления и обусловлено тем, что ложе грабена отличалось различной степенью подвижности. В более мобильных участках, оказавшихся самыми погруженными, происходило наиболее интенсивное накопление кластического материала и создавались особенно благоприятные условия для развития торфяника и последующего захоронения торфяной массы.

Особенностью тектоники юрских отложений Тургайского бассейна является наличие сбросов, разбивающих угленосные площади на серию различно ориентированных, иногда ступенчатых блоков. Наиболее изучена тектоника детально разведанного месторождения Кушмурун, где установлено 33 сброса, имеющих разные протяженность и амплитуду. Одни из блоков, отсекаемых этими сбросами, образуют небольшие горсты, другие — грабены (рис. 10,а, б). В горстах породы ложа впадины иногда настолько приподняты, что выходят на эрозионном срезе под меловые отложения. На месторождении Кушмурун прослежено три таких горстовых поднятия. По сбросовым плоскостям отчетливо видно растяжение угленосных отложений, сопровождающееся местным выпадением из разреза тех или иных пластов угля (см. рис. 10, в). Тектоника других месторождений изучена значительно слабее, чем Кушмурунского, но имеет в общем тот же характер. Силы растяжения (а не сжатия), обусловившие строение буроугольных месторождений бассейна, по-видимому, оказали влияние и на формирование Тургайского прогиба в целом.

Накопление отложений собственно платформенного чехла, отвечающего структурному ярусу постгеосинклинального комплекса, началось в меловое время. Меловые и кайнозойские образования представлены мощной толщей почти горизонтально залегающих осадков, затушевывающих сложное геологическое строение домелового фундамента прогиба.

Образование Тургайского прогиба связано с постгеосинклинальной полуплатформенной стадией развития региона. В современном структурном плане Тургайский прогиб представляет собой крупную синеклизу альпийского возраста.

Буроугольные месторождения бассейна располагаются во впадинах-грабенах, возникших в тектонических зонах северо-восточного простирания, ограниченных разломами. Установлена определенная закономерность между степенью угленосности мезозойских отложений и их положением в структурном плане региона. При сходных палеогеографических условиях наиболее угленасыщенными, несущими значительную промышленную угленосность, будут отложения тех унаследованных нижнемезозойских впадин-грабенов, которые расположены на площади грабенов и грабен-синклиналей, сложенных породами третьего и верхней части второго структурных этажей фундамента. С другой стороны, угленосные отложения, которые сохранились в грабенах, расположенных в пределах жестких, малоподвижных блоков, сложенных породами нижнего этажа фундамента, отличаются пониженной степенью угленосности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: