5.4. Изображение складок на геологических картах.

На геологических картах цветом и условными знаками изображаются крупные слои – системы, отделы, ярусы, свиты. Можно легко определить местоположение антиклинальной складки по выходу на поверхность древних пород, а синклинальной складки – по выходам на поверхность молодых пород. Направление и углы падения их крыльев легко можно определить по условному знаку элементов залегания слоев. По масштабу карты можно рассчитать длину и ширину каждой складки (рис.33) Самой крупной антиклиналью является антиклиналь, в ядре которой выходят наиболее древние отложения, главной синклиналью является синклиналь, в ядре которой выходят наиболее молодые отложения. Возраст складки и складчатости определяется по возрасту слоев, подвергнутых складчатости. По азимутальным и угловым несогласиям будем выделять структурные этажи, отличающиеся друг от друга по эпохам складчатости.

5.5. Осадочные горные породы и полезные ископаемые.

Осадочные породы являются поставщиками основных полезных ископаемых, на базе которых функционирует черная металлургия, тепловая энергетика и строительная индустрия всех стран мира. Россия богата всеми видами полезных ископаемых осадочного, магматического и метаморфического происхождения. Железные, алюминиевые, марганцовые руды, каменные и бурые угли, нефть и газ – все они изначально имеют осадочное происхождение (табл.9).

Железные руды осадочного происхождения представлены сидеритом (FeCO₃), бурым железняком (HFeO₂·nH₂O), гематитом (Fe₂O₃). Месторождения их разрабатываются в Липецкой области, в Крыму Казахстане, Восточных Карпатах, в Западной и Восточной Сибири.

Каменные и бурые угли разрабатываются в Донецке, в Подмосковье, Башкирии, в Минусинской впадине, Кузнецком прогибе, Челябинском бассейне, в Воркуте, на Таймыре, на Мангашлыке, на Кавказе, в Ленском бассейне, на Дальнем Востоке, на Камчатке и др.

Марганцевые руды в палеогеновых и олигоценовых отложениях разрабатываются на Кавказе, на Урале, на Украине, на Мангышлаке, Восточной Сибири.

Алюминивые руды (бокситы) разрабатываются в Ленинградской области, на Урале, в Западной и Восточной Сибири.

Нефть и газ. В 2010 году в России было добыто 505 млн т.нефти и 665 млрд м³ природного газа. Главной базой добычи нефти и газа является Западная Сибирь. Другими центрами добычи нефти и газа являются Волго-Уральская нефтегазоносная провинция, Прикаспий, Кавказ, Восточная Сибирь, Сахалин, Тимано-Печора. Нефть и газ выявлены в осадочных породах всех возрастов, но основные их запасы находятся в юрских и меловых отложениях.

Каменная и калийная соли разрабатываются в Оренбургской, Пермской областях, в Донбассе, Восточных Карпатах, в Таджикской впадине, в Западной и Восточной Сибири. Крупным соленосным бассейном является залив Кара-Багаз-Гол на Каспийском море и соляные озера в степном Крыму. Из них добываются галит (NaCl), мираболит (Na₂SO₄·10 H₂O), гипс (CaSO₄·2 H₂O), карналлит (KMgCl₃·6 H₂O);

Таблица 9

Осадочные горные породы и полезные ископаемые

Тектонические области	Месторождения полезных ископаемых	Примеры осадочных бассейнов и месторождений, возраст отложений
Краевые прогибы	Нефть, газ	Предкавказье, Предкарпатье, Предуральский прогиб
	Каменный уголь	Донецкий – С, кузнецкий – С-Р, J
Осадочный чехол Русской платформы	Каменные и калийные соли	Илецкое – Р, Верхнекамское – Р
	Гипс, ангидрит	Р
	Фосфориты	J, K, P
	Железные руды	Липецкая обл. – С
	Ртуть	Никитовское – С
	Марганцевые руды	Никольское – Р
	Бокситы	Тихвинское – С
	Писчий мел	Белгород – К
	Бурый уголь	Подмосковный – С, Днепровский – Р, Башкирия – N
	Горючие сланцы	Эстония – О, Ленинград.обл. – О, Саратовская обл. – J
	Нефть	Волго-Урал – Д-С-Р, Ишимбай – С-Р, Днепрово-Донецкий –С-Р, Ухта-Печора – Д, Прикаспий – J, К

Гипс и ангидрит добываются из соленосных отложений пермского возраста в Нижегородской области, в Татарстане, Башкортостане.

Фосфориты (P₂O₅) в юрских, меловых, палеогеновых отложениях разрабатывается в Московской области, в Среднем Поволжье, используется для приготовления фосфатных удобрений, получения элементарного фосфора.

Горючие сланцы ордовикского возраста разрабатываются в Эстонии, Ленинградской области. Месторождения горючих сланцев юрского возраста разрабатываются в Среднем Поволжье.

Цементное сырье (известняки, мергели, писчий мел) разрабатывается на Кавказе, на Урале, на Украине, в Восточной Сибири.

Стройматериалы – пески, гравий, галечник, щебень широко используются при строительстве автомобильных, железных дорог и в качестве наполнителя при изготовлении бетонных блоков.

Минеральные воды. Источники лечебных минеральных вод Кавказа, Восточных Карпат, Крыма, Урала, Алтая известны с древнейших времен. На их базе построены курорты и санатории в Пятигорске, Серноводске, Мацесте, Цхалтубо, Кисловодске, Железноводске, Боржоми, Ессентуки, Трусковце, Белокурихе и др.

Россыпные месторождения. Золотосодержащие речные пески в горных районах Урала, Алтая, Восточной Сибири были выявлены рудознатцами еще в начале XVIII века.

Складки и полезные ископаемые.

Все виды геологических, геофизических и других работ в конечном итоге проводятся с целью поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Чем лучше мы знаем строение геологических структур, тем эффективнее осуществляются поиск и разведка. Осадочные толщи почти повсеместно имеют складчатое строение, поэтому все полезные ископаемые осадочного, осадочно–метаморфического происхождения пространственно и часто генетически связаны со складками различных рангов и типов. К таким полезным ископаемым относятся железные, марганцевые руды, уголь, бокситы (алюминиевые руды), медистые песчаники, рассыпное золото, фосфориты, каменные и калийные соли, асфальты, нефть, газ, подземные воды. Все они концентрируются в определенных слоях и вместе со всей осадочной толщей деформированы в складки. Поэтому, чем лучше мы знаем особенности строения, условий и времени формирования складок, тем успешнее будем вести работы по поиску, разведке новых месторождений полезных ископаемых. Приведем несколько примеров (рис.42).

1. Пласты смяты в складки. Обнаружив рудное тело на одном крыле складки, выяснив его положение относительно ядра складки, прогнозируем его на другом крыле складки.

2. Если складчатость изоклинального типа, то выходы пласта на дневную поверхность могут повторятся многократно.

Рис. 42. Складки и полезные ископаемые.

3. Основные запасы нефти и газа находятся в сводовых частях брахиантиклинальных складок. Поэтому выявление брахиантиклиналей в нефтегазоносных областях является первейшим звеном поисково–разведочных работ на нефть и газ. Скопление нефти и газа формируется путем миграции микронефти и микропузырьков газа, выделившихся из воды. Миграция происходит в направлении снижения пластового давления, т.е. в направлении к сводовой части брахиантиклинали. Складка в этих случаях играет роль структурной ловушки нефти и газа. Размеры месторождений зависят от размеров складки (рис.43, 44).

Нефтегазоносность структурных ловушек зависит от особенностей строения и истории её формирования. Древняя (погребенная) структура перспективна лишь по нижним горизонтам, складки длительного роста и сквозные перспективны по всему разрезу осадочного чехла. Новообразованные складки чаще пустые, т.к. их образование произошло после завершения процессов нефтегазообразования и массой миграции углеводородов.

Зная глубину залегания водонефтяного контакта нефтяной залежи по одной скважине и имея структурную карту по поверхности продуктивного пласта, можно теоретически обрисовать контур залежи, определить её размеры и оценить запасы нефти.

Зная направление смещения сводовой части антиклинали вверх по разрезу, можно успешно осуществлять поиск залежей нефти и газа в нижних горизонтах.

4. Поиск подземных вод. Залежи подземных вод часто контролируются складками. Существуют артезианские осадочные бассейны, которые представляют собой крупные синклинальные прогибы. Если пробурить скважины в таких прогибах, то вода на поверхность будет изливаться под естественным напором в виде фонтана самопроизвольно.

Рис.43. Схема расположения нефтяных месторождений Среднеобской нефегазоносной области, приуроченных к антиклинальным складкам платформенного типа. Месторождения: а — нефтяные, б — нефтегазовые, в — границы структур I порядка:

А — Сургутский свод, Б — Нижневартовский свод

Месторождения:

— Ай-Пимское, — Алехинское, — Лянторское, — Тайбинское, 5 — Вачимское, 6 — Западно-Минчимкинское, 7 — Быстринское, 8 — Яунлорское, 9 — Вершинное, 10— Федоровское, 11— Западно-Сургутское, 12— Сайгатинское, 13— Усть-Балыкское, 14— Мамонтовское, 15— Тепловское,

16— Правдинское, 17— Салымское, 18— Мапобалыкское, 19— Среднебалыкское, 20— Покамасовское, 21— Локосовское, 22— Покачевское, 23— Савуйское, 24 — Тевлинское, 25— Коголымское, 26— Вать-Еганское, 27— Повховское, 28—Северо-Варьегангское 29—Варьеганское, 30—Тюменское,

31—Гун-Еганское, 32—Черногорское, 33— Самотлорское, 34— Аганское, 35—Урьевское, 36—Северо-Покурское, 37—Ватинское, 38—Мегионское, 39—Мыхпайское, 40—Сороминское, 41—Вартовское, 42—Советское, 43—Югорское, 44—Шапшинское, 45—Мултановское.

Рис.44. Самотлорское нефтяное месторождение (Западная Сибирь). По Л.Ю.Аргентовскому, М.М.Бинштоку, Т.М.Онищуку, 1975.

а – структурная карта по кровле пласта БВ₈

б – геологический профиль по линии I-I

5. Группы гидротермальных месторождений. Рудные тела иногда формируются в полостях, образующихся в замковых частях антиклиналей, где при крутых изгибах происходит отслаивание слоев и возникают продольные трещины растяжения. В эти полости проникают рудоносные растворы.

6. Месторождение солей в соляных куполах. В глубинах недр под высоким давлением соль приобретает способность течь и подобно магме внедряться вверх, образуя соляные штоки, лакколиты, силлы, купола. Соляными куполами контролируется местоположение залежей нефти и газа.

Приведенные примеры показывают, что знание морфологии складок и их генетической природы имеет важное значение при поисках месторождений полезных ископаемых.

Типы смещения свода складки.

Установление местоположения сводовой части брахиантикли-нальных складок является одним из необходимых условий успешного поиска залежей нефти и газа. Большинство платформенных складок относится к категории унаследованных, сохраняющих структурный план снизу доверху без существенного смещения их сводовых частей (рис.44). Однако, существует немало брахиантиклинальных складок, сводовая часть которых смещается снизу вверх в сторону на несколько километров. При весьма пологих углах наклона слоев смещение сводов складок выявляется не сразу и ввиду этого скважина, забуренная на своде складки по верхним горизонтам, на глубине оказывается в крыльевой части структуры, т.е. проходит мимо залежи.

На рисунке 45 приведено несколько примеров со смещениями свода складки.

Рис.45. Типы смещения сводовой части антиклинальной складки по мере увеличения глубины залегания слоев.

1. Асимметричные складки (с наклоном осевой плоскости) характеризуются смещением свода в сторону крутого крыла.

2. Основной причиной смещения сводовых частей складок является изменение плана тектонических движений во времени, т.е. опережающее поднятие одних блоков по отношению к другим. Смещение свода вверх по разрезу происходит в сторону блока, активизированного в поздние эпохи.

3. При дизъюнктивных нарушениях крыла складки смещение свода происходит в сторону приподнятого блока.

4. При региональном сокращении мощности слоев смещение свода происходит в сторону увеличения мощности.

5. При увеличении мощности слоя за счет перетока материала (солей, влажной глины) смещение свода происходит в направлении увеличения мощности слоя.

6. Инверсионная складка. Антиклинальная складка затухает вниз по разрезу и переходит в синклиналь. Образование таких складок объясняется сменой знака движений блоков по времени.