Тектоническое строение.
Прикаспийский бассейн занимает одноименную мегасинеклизу; условно сюда некоторыми исследователями относится Бузачинский свод. Фундамент мегасинеклизы архейско – нижнепротерозойский, в отдельных районах возможно байкальский (Л. В. Каламкаров). С запада и севера б-н ограничен областями сравнительно неглубокого (3-6 км) залегания фундамента. От бортов к центру мегасинеклизы поверхность фундамента неравномерно, уступами погружается к центральной части до глубин 18 – 22 км. Наиболее крутое погружение отмечается на западе и севере, на востоке и юге оно более пологое. Глубина фундамента на севере и западе 7 –7,5 км., на юге и востоке 6 – 7 км, в зонах поднятий и на Астраханском своде 7,5 – 8 км, а в разделяющих их впадинах ( седловинах ) – 9 – 10 км, т.е. поверхность Ф сильно расчленена – глубины от 18 – 22 км до 6 – 7 км.
По одной из схем по фундаменту в пределах бассейна выделяется глубокопогруженная центральная депрессия (- 20 – 22 км) и бортовые части, которые осложнены крупными приподнятыми зонами, ступенями, расчлененными на отдельные выступы и прогибы.
На западном борту выделяют: Карасальскую и Джаныбекскую ступени. Последняя осложнена Джаныбекским и Палассовским выступами. На северном борту выделяют: Алтатино – Озинковскую и Илекскую ступени. Последняя осложнена Карахаганским и др.
Южную и восточную прибортовые зоны занимает обширная зона поднятий Астрахано-Актюбинская. В пределах этой зоны выделяют Астраханское поднятие (выступ), Северо-Каспийское, Биикжальское, Жаркомысское и Темирское поднятия.
Северо – Каспийское поднятие осложнено Кобяковским, Октябрьским и Новобогатинским выступами и Жамбайским прогибом. Биикжальское поднятие осложнено Гурьевским и Шукатским выступами. Жаркомысское поднятие включает Утыбайский и Тамдыкольский выступы. Темирское поднятие осложнено Арансайским и Енбекским выступами. Наиболее крупными прогибами в фундаменте на юге являются Жамбайский, Приморский, Доссорский. На востоке – Ашкункольский, Новоалексеевский, Яйсанский. На ЮЗ – Сарпинский и др.
Бузачинский свод расположен в зоне сочленения Восточно-Европейской платформы и Туранской плиты. В его пределах предполагается досреднепалеозойский фундамент на глубинах 3-4 км.
Контуры мегасинеклизы хорошо отмечаются по гравитационным данным положительными значениями силы тяжести. Сама мегасинеклиза выражена сложной мозаичной картиной отрицательных значений силы тяжести.
Прикаспийская мегасинеклиза выполнена осадочным чехлом огромной мощности до 20 – 22 км. Максимальная мощность пород РZ - 13 км, MZ - 4,5 км, КZ - 3,5 км (Каламкаров, 2003). Характерной особенностью осадочного чехла является наличие мощной (до 3-4 км) соленосной толщи кунгурского возраста, которая подразделяет весь разрез на подсолевой и надсолевой структурно-формационные комплексы. Для вскрытого бурением разреза характерно наличие большого числа стратиграфических и угловых несогласий.
По современным представлениям в осадочном чехле бассейна выделяют четыре структурных этажа: 1.- подсолевой; 2.- соленосный; 3.-надсолевой (Р2-f) и 4.- неогеновый. Строение Прикаспийской мегасинеклизы наряду с соляной тектоникой определяют бортовые уступы и глубинные разломы, по которым подсолевые отложения погружаются к центру. Благодаря им, они, как и фундамент, оказываются дифференцированными на приподнятые и опущенные блоки.
Подсолевые отложения вскрыты скважинами в прибортовых зонах мегасинеклизы, а в 90-е годы и в акватории Каспия. По геофизическим данным ниже соленосной толщи кунгура прослежены 3 горизонта с отражающими площадками: 1.- П1 – кровля подсолевых отложений нижней Перми; 2.- П2 – кровля средне - нижнекаменноугольных отложений; 3.- П3 – подошва карбонатного Д3 (в акватории Каспия поверхность преддевонского несогласия).
Горизонты П1и П2почти параллельно погружаются к центральной части мегасинеклизы. На фоне этого погружения выделяются крупные поднятия и прогибы.
В Восточной прибортовой зоне по горизонту П1намечается ряд ступеней на глубинах 3,5-5,0 км осложненных локальными поднятиями. По отражающим горизонтам П2и П3здесь выделяется обширная валообразная зона приподнятая, совпадающая в плане с Енбекским и Жаркомысским поднятиями фундамента.
В ЮВ части бассейна по подсолевым отложениям выделяется северный склон Южно-Ембенского поднятия (глубина 2,5-4,0 км), на большей части которого под солями кунгура развиты каменноугольные отложения.
Юго–западнее Южно–Ембенского палеозойского поднятия выделяются Каратон-Тенгизская (Приморская) зона поднятий, Прорвинско- Азнагульское поднятие.
В 90-е годы по материалам МОГТ были зафиксированы подсолевые отражающие горизонты в пределах акватории Северного Каспия, где расположены южная и юго-западная бортовые части Прикаспийской мегасинеклизы и соседние районы подводного продолжения Скифской и Туранской эпигерцинских плит. Как и на суше, в пределах подводного продолжения Прикаспийской мегасинеклизы в разрезе выделяются подсолевой, надсолевой и разделяющий ихсоленосный комплекскунгурского яруса.
По характеру прослеживаемости отражающих горизонтов (П3, П2и П1) южная граница Прикаспийской мегасинеклизы трассируется несколько севернее п-ва Бузачи, а на западе в восточной части дельты Волги.
Горизонт П3(поверхность преддевонсого несогласия) прослеживается здесь на глубинах 6,5-9,0 км. П2(предмосковское несогласие) – 4,5-6,5 км. П1– 2,8-6,0 км.
По горизонту П3в акватории и смежном районе на восточном берегу Каспия картируется крупное поднятие, ограниченное изогибсой – 7,0 км и размером 300*120 км. Наиболее приподнятая его часть смещена на восток и оконтурена изогибсой – 6,5 км. Вблизи южной границы П3 погружается до отметок – 8,0-9,0 км.
В структурном плане каменноугольных отложений (гор-т П2) здесь выделяется эрозионно – рифовый массив Кашаган (в контуре изогибсы – 4,5 км его размеры 70*25 км при высоте ~ 800 м). Сейсмическая запись в пределах массива сходна с сейсмической записью эрозионно-рифового массива Тенгиз. Между массивом Кашаган и восточной береговой линией Каспия выделяются меньшие по размеру поднятия Актобе и Кайран, они оконтурены в акватории изогибсами – 4,0 км. Эта изогибса объединяет их с поднятиями на берегу – Пустын Каратон. Изогибса – 5,0 км очерчивает дугообразную зону, включающую поднятия Кашаган, Актобе и Кайран, а также поднятия Приморской зоны на суше – Пустынное, Каратон, Королевское, Тенгиз и Южное. Все они представляют сложную ассоциацию биогернных построек и продуктов их разрушения верхневизейско – среднекаменноугольного возраста.
В западной части морского продолжения Прикаспийской мегасинеклизы по горизонту П2отмечается приподнятый участок, в пределах которого закартировано поднятие Жамбай – море (18*14 км. Амплитуда=500 м). Минимальные отметки П2– 4,0 км. Здесь же вблизи береговой линии в контуре изогибсы – 4,5 км обособляется поднятие Жамбай (30*17 км. Амплитуда=500 м ).
Все названные выше поднятия находят отражение и по отр. гор. П1 ( на востоке отметки – 3,4-3,6 км, на западе – 2,8-3,2 км ). Кроме этих крупных поднятий в акватории Каспия закартированы в подсолевых отложениях ряд поднятий меньших размеров.
Практически по всей акватории Северного Каспия распространены соленосные толщи кунгура. Чаще всего они образуют мощные соляные гряды гряды , над которыми возвышаются соляные купола высотой от 2,0 км до 3,0-3,5 и редко 5,0 км. В основном соль прорывает Р2 и Т отложения, на многих куполах J – К и редко уровень соляных тел поднимается до среднего плиоцена. По кровле соляносной толщи кунгура закартировано более 70 куполов.
На крайнем ЮЗ Прикаспийской мегасинеклизы по всем горизонтам подсолевого комплекса выделяется Астраханский свод (180*100 км ), для которого характерна сокращенная мощность подсолевых Р1отложений. Глубина до их поверхности изменяется от 4,0 до 5,5 км. В наиболее приподнятой его части отсутствуют С3 отложения.
К югу от Астраханского свода расположен Каракульский инверсионный прогиб, заполненный мощной (2-3 км) сероцветной молассой Р1. В современном структурном плане ему соответствует Каракульско – Смушковская зона.
К СВ от Астраханского свода выделяются Мынтобинская и Октябрьская зоны поднятий.
Таким образом, вдоль ЮЗ, Ю. и В. бортов Прикаспийской мегасинеклизы в подсолевых отложениях выделяется Астраханско – Актюбинская зона сводовых поднятий.
На западном и северном бортах на фоне моноклинального погружения подсолевых отложений в зоне бортового уступа по Р1 отложениям выделяется цепочка нижнепермских (С3 – Р1) рифогенных структур. Южнее (на северном борту) и восточнее (на западном борту) выделяются еще два уступа С1v-C2b1 и Д3-C1t. Вдоль этих уступов прогнозируются рифы С1-С2 и Д3-С1t возраста.
По современным представлениям по подсолевым горизонтам (Р1, С и Д) вдоль западного и северного бортов выделяется Волгоградско – Оренбургская система поднятий. Она состоит из ряда метавалов. Наиболее протяженными на западе является Ахтубинско – Палласовский мегавал, а на северном борту Карачаганакско – Кобландинский мегавал. Между ними на СЗи С бортах выделяются Деркульский вал, Алтатинская зона поднятий и др.
Бортовые части впадины ( мегасинеклизы ) отделяются от центральной протяженными гомоклиналями. Наиболее протяженные из них северная и южная.
О строении и структуре подсолевых отложений центральной части мегасинеклизы данных мало и поэтому внутренняя ее структура вызывает наибольшую дискуссию. По материалам граметрии центральная депрессия как бы перерезается в широтном направлении системой региональных гравитационных максимумов ( Хобдинским, Аралсорским, Шунгайским ). Некоторые исследователи связывали с ними подъемы подсолевого ложа, другие подъемы кристаллических пород фундамента. Последующие геофизические исследования показала, что глубина фундамента здесь – 18-22 км. В связи с этим Э. Э. Фотиади, Н. В. Неволин и др. считают, что региональные гравитационные максимумы в центральной депрессии связаны с приподнятым положением базальтового слоя. Есть и другие объяснения (об этом ниже).
Наиболее характерной чертой структуры надсолевого этажа является широкое развитие соляных структур. Соленосные отложения кунгура неоднородны по своему составу и мощностям. В междукупольных участках мощность соленосной толщи уменьшается до полного отсутствия, в соляных куполах она увеличивается до 3-4 и более км. В Прикаспийской мегасинеклизе выделяют различные по размеру, морфологии соляные структуры: это соляные валы, гряды, массивы, антиклинали, купола, штоки. Типичные соляные штоки характерны для центральной части и распределены они беспорядочно. На бортах соляные структуры иногда образуют цепочки. Здесь часто развиты соляные антиклинали, гряды и ряд переходных форм к соляным штокам, снижается их высота с 5-7 км до 2-3 км. На северном борту развита группа платформенных структур, осложненных солью.
Соляные купола Прикаспия занимают не более 25-35% площади мегасинеклизы, общее их количество превышает 1000 (в акватории ~70). Отмечается связь между тектоникой подсолевого комплекса и расположением куполов. В Эмбенском районе наиболее сильная дислоцированность соляных куполов отмечается вдоль осей подсолевых структур.
Соляные купола различаются по своей морфологии, глубине залегания, глубине эрозионного среза, интенсивности прорыва соли и другим параметрам. Для соляных куполов Прикаспия характерны сбросы, образующие клинообразные грабены в своде, крупные размеры многих куполов, пологие склоны. Вершины некоторых штоков размыты и имеют вид усеченных конусов (Эльтон и др.), имеются купола с карнизами нависания (Макат, Кенкияк ). Над соляными частями куполов часто развиты гипсовые шляпы.
Образование куполов происходило в несколько этапов. В западной части мегасинеклизы наиболее интенсивная фаза образования куполов относится к верхнему плиоцену, в районе Северной Эмбы – к триасу, в центральной части к юре и к мелу.
В межкупольных участках в Южно – Эмбенском районе и в междуречье Урала и Волги выявлены погребенные соляные структуры – зачаточные соляные купола с небольшим и глубоко залегающим соляным массивом. Нарушены они, как правило, очень слабо.
Крупными, ведущими структурными элементами надсолевого этажа Прикаспийской мегасинеклизы являются системы региональных прогибов. На ЮВ – это Гурьевская система прогибов ( Каратонский, Байчунасский, Прорвинско – Буранкульский ), на западе и юго-западе Волгоградский и Сарпинский, в центральной части Новоузенский и Джамбейтинский прогибы, разделенные природными зонами. В восточной части выделены крупные Мz поднятия: Жантарекское, Кенкияк-Жаркомысское и др.
Современный структурный план Прикаспийской мегасинеклизы наметился в Р2 и Т время. В дальнейшем на фоне общего прогибания обособились участки замедленного опускания, они и образовали в конечном итоге положительные структуры. В N и Q время прогибание наиболее интенсивно продолжалось в западной части мегасинеклизы.
Для Прикаспийской мегасинеклизы предложены различные модели ее формирования и развития. По одним представлениям – это глубокопогруженная структура В-Е платформы развивалась с протерозоя до настоящего времени как крупная отрицательная структура. По другим представлениям, как крупная структура, близкая к современным границам, она оформилась лишь в нижнепермское время. Ряд исследователей рассматривают ее как пассивную окраину континента на границе с океанической плитой.
По одной из многочисленных моделей, предложенной Н. А. Крыловым, Авровым (1994), в основании центральной депрессии, располагается область сочленения Пачелмского, Новоалексеевского и Сарпинского авлакогенов рифейско–ранневендского времени, которые заполнялись терригенными формациями мощностью более 5 км.
ЮВ часть современной синеклизы была относительно приподнятой и отделяла зону сочленения авлакогенов от геосинклинальных областей Урала и возможных их погребенных аналогов на севере современных Туранской и Скифских плит. Генезис этой приподнятой зоны разные авторы объясняют по-разному: одни – как область до рифейской складчатости, другие – как область с протерозойским фундаментом, третьи – как островную дугу.
В ордовикско-нижнедевонское время область осадконакопления расширяется, она включает не только авлакогены, но и периферию современной центральной депрессии, включая и современное обрамление мегасинеклизы. На Ю. и ЮВ в это время В-Е платформа была ограничена Уральской геосинклиналью, Ю.Эмбенской миогеосинклиналью, а между ними располагалась четко оформленная в этот период Астраханско – Актюбинская система выступов фундамента. Представители плитной тектоники также считают, что этот этап развития был важным: в это время пассивная окраина В-Е платформы была отделена активной островной дугой от обширного океана тетиса и такое положение сохранялось на протяжении палеозоя вплоть до раннего карбона включительно.
Среднедевонско-С3-Р1 этап является периодом становления Прикаспийской впадины, особенно ее центральных частей. Начиная со среднего девона отмечается разрастание области некомпенсированного прогибания, центром которого была зона сочленения авлакогенов (центральная депрессия). Данный период характеризуется активным проявлением Астраханско-Актюбинской зоны, что нашло отражение в мощностях подсолевых Рz отложений ( 2-5-6,5 км ).
Начиная с С3периода в связи с замыканием герцинид Урала, Ю. Эмбенской области и кряжа Карпинского в соседних частях впадины, а возможно в пределах всей впадины резко изменяется региональный структурный план.
В раннепермский, предкунгурский период после длительного перерыва и интенсивного размыва ранее накопившихся отложений формируется морфологически выраженная огромная впадина некомпенсированного прогибания почти современных контуров.
Характерной особенностью завершения этого этапа развития Прикаспийской впадины явилось образование глубоководной наложенной котловины с пологой и относительно приподнятой ЮВ частью, соответствующей Астраханско - Актюбинской системе выступов фундамента.
В кунгурско-триасовый этап глубоководная котловина заполнялась мощной галогенно-терригенной толщей. Однако уже с юрского периода наблюдается интенсивное дифференцированное прогибание территории, охватившее не только Прикаспийскую впадину, но и сопредельные районы С. Устюрта, Общего сырта, кряжа Карпинского.
По юрско-Q комплексу отложений четко обособляется Северо – Каспийская погруженная зона и область междуречья Урала и Волги.
Таким образом, заложение и развитие обширной и погруженной Прикаспийской мегасинеклизы происходило в несколько этапов и характеризовалось сложным длительным и разноплановым прогибанием. Разноплановый характер развития особенно был характерен для ранних палеозойских этапов. Он стал резко меняться с раннепермского периода, с момента формирования наложенной котловины некомпенсированного прогибания в рамках современных границ Прикаспийской впадины, которая была позже заполнена галогенно-терригенными осадками кунгура и терригенными породами Р2и Т.