Тектоника
Площадь полигона практики в тектоническом отношении располагается на восточном крыле крупной региональной структуры (структуры II порядка) – Волго-Уральской антеклизы, осложняющей восточное крыло Русской плиты Восточно-Европейской платформы. В 30–35 км к востоку от полигона находится Предуральский краевой прогиб – переходная геотектоническая структура от платформы к Уральской складчатой области.
В вертикальном разрезе восточного крыла антеклизы выделяются два структурно-тектонических этажа:
1.дорифейский складчатый кристаллический фундамент;
2. субгоризонтально залегающий на нем осадочный чехол рифейско-фанерозойского возраста.
Кристаллический фундамент вскрыт опорной Северокамской скважиной на глубинах 2986–2997 м, здесь он сложен гнейсовидными гранитами. Представление о тектоническом строении фундамента основывается главным образом на геофизических данных. Количественные расчеты показывают, что в пределах участков с повышенными значениями магнитного и гравитационного полей залегают, по-видимому, породы основного и среднего состава с плотностью 2,75–2,76 г/см3.
Кристаллический фундамент на крыле антеклизы представляет собой сложную субмеридионально ориентированную клавишно-блоковую мегаструктуру с шириной отдельных «клавиш» до 100 км. На его поверхности фиксируются крупные выступы и впадины, разделенные разломами различных простираний. Полигон практики находится в центральной части Пермского (Краснокамско-Гремячинского) выступа, ог-раниченного с севера и юга крупными разломами с амплитудами перемещения блоков до 500 м. Абсолютные отметки поверхности фундамента в пределах полигона варьируются от –2000 до –4000 м.
В осадочном чехле Волго-Уральской антеклизы выделяются два подэтажа: доплитный и плитный. Первый сложен карбонатно-терригенными породами среднего и верхнего рифея. Тектоническое строение его также трактуется главным образом по геофизическим данным. Установлено, что породы рифейского комплекса разбиты многочисленными дизъюнктивными нарушениями, в результате чего положительные структуры представлены горстовидными поднятиями, а отрицательные – грабенообразными впадинами.
Плитный подэтаж по перерывам в осадконакоплении и изменениям структурных планов подразделяется на четыре структурных яруса: вендский, эйфельско-турнейский, визейско-верхнекаменноугольный и пермский. Породы в подэтаже имеют в целом субгоризонтальное залегание, на общем фоне которого развиты пологие платформенные структуры с углами падения крыльев до первых единиц градусов.
Вендский структурный ярус залегает с угловым несогласием на рифейском подэтаже. Кровля его вскрыта многочисленными скважинами нефтяников, полностью он пройден Северокамской скважиной. Вендский комплекс представлен терригенными породами валдайской серии. В залегании пород продолжает отражаться рельеф кристаллического фундамента – в виде структур облегания. Пермский выступ кровли фундамента проявляется в структурном ярусе Пермским сводом.
Эйфельско-турнейский структурный ярус представлен терригенно-карбонатными породами. В среднем девоне на месте Пермского свода возникла Краснокамско-Чусовская палеовпадина. С доманикового времени до конца турнейского века северо- и юго-восточный углы полигона практики являлись прибортовой зоной Камско-Кинельской системы прогибов. С саргаевского времени возрождаются Пермский свод и отдельные элементы Бымско-Кунгурской впадины. Основной маркирующей поверхностью в данном структурном ярусе служит кровля тиманского (кыновского) горизонта.
Визейско-верхнекаменноугольный структурный ярус сложен преимущественно карбонатными породами. На структурной карте по кровле тульского горизонта отчетливо выражены осложняющие Пермский свод вытянутые положительные структуры: Краснокамский вал, Лобановская и Межевская валообразные зоны и др. Наиболее высокое положение кровли отмечается на Северокамском поднятии. Камско-Кинельская система прогибов в отложениях структурного яруса не про-слеживается. Маркирующими поверхностями в структурном ярусе являются кровли тульского горизонта, башкирского яруса и верейского горизонта.
Пермский структурный ярус слагается карбонатными и сульфатно-карбонатными породами нижнего отдела, сероцветными терригенно-карбонатными и красноцветными терригенными отложениями верхнего отдела пермской системы. Основные маркирующие поверхности в структурном ярусе – кровли артинского яруса и иренского горизонта. Структурные планы этих поверхностей существенно отличаются от струк-турных планов каменноугольных отложений. В артинском веке наиболее приподнятыми были южная и центральная части Межевской валообразной зоны, они оконтурены на структурном плане кровли яруса нулевой стратоизогипсой. Кровля резко погружается в северо-западном направлении до отметки – 350 м, на остальной площади полигона ее отметки изменяются от 0 до – 250 м с общим погружением на юго-запад. Структурный план иренского горизонта практически идентичен артинскому ярусу. Наиболее приподнятое положение кровля имеет на водоразделе р. Камы и приустьевой части р. Чусовой (до отметки–125 м). Севернее, по обоим берегам р. Камы, в районе с. Хохловки и Чумкасского карьера, породы горизонта выходят на земную поверхность. Максимальное же погружение кровли (до отметки– 160 м) наблюдается в юго-западном углу полигона – в районе н. п. Нижние Муллы и Аникино.
Положение полигона практики в иерархии пермских тектонических структур определяется следующим образом: структурой III порядка на восточном крыле Волго-Уральской антеклизы является Камско-Башкирский мегасвод; структура IV порядка – Пермско-Башкирский мезосвод; структура V порядка – Пермский свод, осложненный в свою очередь валами и валообразными зонами (рис.).
|
Рис . Схема тектонического районирования Пермского края (По В. М. Проворов) |
Камско-Башкирский мегасвод осложнен тремя крупными структурами: Камским и Пермско-Башкирским мезосводами и разделяющей их Висимской впадиной.
Пермско-Башкирский мезосвод является положительной структурой в девонских, каменноугольных и пермских отложениях, причем более определенно он выражен в залегании кунгурских и артинских пород. Породы татарского яруса на мезосводе отсутствуют. Длина структуры по кровле артинского яруса 350 км, ширина 110 – 160 км, амплитуда 400 – 500 м. Мезосвод характеризуется общим воздыманием пермских отложений в южном направлении: самое высокое залегание кровли артинского яруса (выше+ 500 м) известно южнее г. Красноуфимска. Восточное крыло этой крупной структуры узкое, с углами падения в артинском ярусе 1–3°, местами до 5°; западное крыло широкое и пологое, с углами падения 0°12'–0°30'. На мезосводе выделяются две вершины – два свода: северный – Пермский и южный – Башкирский, отделенные один от другого Бымско-Кунгурской впадиной.
Пермский свод – это крупная брахиформная антиклинальная структура сквозного типа, хорошо прослеживаемая от фундамента через весь осадочный чехол. В центральной части структуры на земную поверхность выступают кунгурские и уфимские отложения. На всех маркирующих поверхностях свод сохраняет северо-восточное простирание оси при незначительном варьировании своих параметров. В рельефе кристаллического фундамента своду соответствует ограниченный разломами выступ длиной 175 км и шириной 40–55 км с усредненными углами падения юго-восточного и северо-западного крыльев около 3°; амплитуда выступа в контуре изогипсы – 4000 м составляет 1100 м. В осадочном чехле Пермский свод более отчетливо выделяется в девонских и каменноугольных отложениях. Наиболее приподнятой частью свода в девоне и карбоне являлся Краснокамский участок, в пермский период – Полазнинский. Протяженность свода возрастает со 165 км по кровле терригенных отложений кыновского (тиманского) горизонта до 230 км по более молодым маркирующим поверхностям. Ширина структуры уменьшается в северо-восточном направлении от 70–75 км на юго-западном замыкании до 25–27 км на северо-восточном. Свод имеет асимметричное строение. Амплитуда структуры увеличивается с глубиной: от 200–250 м в пермских и каменноугольных породах до 400 м в девонских. В фаменско-верхнекаменпоугольных отложениях в связи с образованием Камско-Кинельской системы прогибов свод разделен структурным проливом на две неравные части: юго-западную (Краснокамско-Нытвенскую) вершину размером 156x70 км и северо-восточную вершину (Яринский выступ) размером 72x30 км.
Строение Пермского свода осложнено структурами последующих порядков, наиболее крупными из которых являются Краснокамский вал, Лобановская и Межевская валообразные зоны (структуры VI порядка).
-
Рис . Строение Пермского свода между Краснокамско-Полазинским и Лобановским валами. (По Г.А. Максимовичу)
Краснокамский вал протягивается вдоль северо-западного края Пермского свода. По происхождению вал подобно своду является сквозной (тектонической) структурой. Данные геофизических исследований свидетельствуют о том, что в рельефе фундамента на Пермском выступе валу соответствует валообразное поднятие. Девонские и каменноугольные отложения более высокое положение занимают в центральной части вала, на Краснокамском поднятии, а пермские – в северо-восточной части. Это связано с региональным увеличением мощности нижнепермских отложений в восточном направлении. По этой же причине контуры локальных осложняющих структур по кровле артинского яруса более расплывчаты. В поперечных сечениях вал асимметричен. С глубиной вал приобретает более резкие очертания: амплитуда его в нижнепермских отложениях 70– 120 м, в каменноугольных – 140 м, в девонских – до 300 м. Вал осложнен несколькими локальными поднятиями (структурами VII порядка): в юго-западной части–это Островная, Нытвинская и Марчуговская структуры; в центральной части– Краснокамская и Оверятская, в северо-восточной–Северокамская, Кизимская, Гайвинская, Хохловская, Скобелевская, Зоринская и Кузнецовская. Ниже приводятся краткие описания структур, находящихся на площади съемки.
Северокамское поднятие расположено в долине р. Гайвы в районе д. Екимята и Карпята. По происхождению поднятие является погребненно-наложенной структурой: оно прослежено с франского до артинского яруса. В девонских и каменноугольных отложениях на поднятии выделяются два купола: западный и восточный. Максимальные размеры западный купол имеет по кровле терригенных отложений кыновского горизонта– 12x6 км, восточный купол – по кровле терригенных отложений верейского горизонта 10,5x5,5 км. Общая длина поднятия достигает 18 км, общая ширина – до 13 км. Амплитуда поднятия в каменноугольных отложениях 20– 25 м, в девонских возрастает до 40–47 м. Соответственно с глубиной увеличиваются углы падения крыльев: от 0°20'–0°35' до 1°15'. На структурной карте по кровле артинского яруса на поднятии фиксируется лишь западный купол размером 4,5x1,8 км и амплитудой до 2 м.
Кизимское поднятие расположено в 2 км южнее Северокамского. Оно более четко выражено в додевонских отложениях в виде отдельных приподнятых тектонических блоков, разделенных системой узких и грабенообразных прогибов. По кровле терригенных отложений кыновского горизонта поднятие представляет собой структурный выступ, осложненный двумя небольшими брахиформными вершинами размерами 2x1 км и 1,6x0,5 км. По кровле терригенных отложений тульского горизонта Кизимское поднятие фиксируется как куполовидная структура размером 4,7x3,2 км с амплитудой 21 м. По кровле башкирского яруса поднятие является брахиантиклиналью субширотного простирания размером 4,3х 2,0 км и амплитудой 6,0 м. По кровле артинского яруса поднятие выражено слабо: по условно замкнутой изогипсе минус 75 м – это малоамплитудная куполовидная складка размером 1,8x1,0 км. По осо-бенностям строения Кизимское поднятие является погребенной структурой, а так как на нем выявлены рифогенные постройки (Рыбаков, 1995), то по происхождению поднятие относится к тектоно-седиментационному типу.
Оверятское поднятие – небольшая куполовидная складка между Краснокамским и Северокамскпм поднятиями. По кровле терригенных отложений кыновского горизонта его размеры 4,5x4,5 км при амплитуде 10 м, по кровле терригенных отложений тульского горизонта– 5x3 км при амплитуде 16 м. В артинских отложениях складка не выражена, т. е. поднятие также является погребенной структурой.
Гайвинское поднятие расположено в долине р. Хохловки и представляет собой симметричную брахиантиклинальную складку северо-восточного простирания. Максимальная длина складки зафиксирована по кровле артинского яруса – 13 км, максимальная ширина по кровле башкирского яруса составляет 7 км. Амплитуда складки изменяется незначительно: от 11 до 20 м. Обычные углы падения пород на крыльях 0°35' – 0°59', изредка увеличиваясь до 1,5–2°. Гайвинское поднятие от-носится к подтипу сквозных тектонических структур с небольшим смещением сводовых частей: в пермских отложениях свод поднятия смещен вдоль оси в юго-западном направлении.
Скобелевское поднятие выявлено в районе д. Скобелевки, восточная его часть находится под Камским водохранилищем. Поднятие отнесено к сквозным структурам, однако изучено оно более детально лишь в нижнепермских отложениях. По данным структурно-картировочных скважин поднятие представляет собой купол размером 2,2x1,8 км с амплитудой 15–24 м. Северо-западное крыло несколько круче, чем юго-восточное.
Хохловское поднятие представляет собой структурный выступ северо-северо-восточного простирания, размером 3x2 км. Оно располагается в окрестностях пристани Хохловка, от Гайвинского и Скобелевского поднятий отделено незначительными по глубине прогибами. Амплитуда поднятия увеличивается вниз по разрезу с 9 м по кровле тюйской пачки до 19 м по кровле артинского яруса. Одновременно возрастают и углы падения пород с 0°34'до 1°.
Лобановская валообразная зона по происхождению относится к структурам тектоно-седиментационного типа. Валообразная зона представляет собой линейные цепочки пологих антиклинальных складок, имеющих в ядрах рифовые массивы, образовавшиеся в позднедевонскую эпоху вдоль бортов Камско-Кинельской системы прогибов. Мощность рифовых образований достигает здесь 530–590 м. В строении рассматриваемых валообразных зон принимают участие породы от верхнего девона до верхней перми включительно. Под рифами по кровле кыновского горизонта на месте зон картируется моноклиналь с восточным падением слоев.
Лобановская валообразиая зона протягивается в северо-северо-восточном направлении на юго-восточном краю Пермского свода. Протяженность валообразной зоны – около 100 км при ширине от 3 до 7 км; для нее характерно общее погружение шарнира на юго-запад. В пермских отложениях в поперечном сечении структура имеет симметричное строение. Амплитуда зоны по кровле артинского яруса составляет 40–50 м. С глубиной валообразная зона приобретает асимметрию, возрастает ее амплитуда. Более крутым становится юго-восточное крыло: в каменноугольных отложениях углы падения от 1° до 2°50', в фаменских–до 7–8°. Падение же пород на северо-западном крыле на нижних горизонтах не изменяется. Амплитуда валообразной зоны в нижнекаменноугольных и верхнедевонских отложениях возрастает до 150–175 м.
Лобановская валообразиая зона осложнена рядом локальных поднятий (с юго-запада на северо-восток). На полигон практики зона заходит своим северо-северо-восточным окончанием с расположенным на нем Лобановским поднятием.
Лобановское поднятие находится в 10 км восточнее г. Перми, центральная его часть расположена в районе пос. Голый Мыс. Поднятие представляет собой линейную антиклинальную складку северо-восточного простирания с двумя-тремя согласными брахиформными вершинами. Длина структуры 25–28 км, амплитуда 20–30 м. В поперечном сечении поднятие имеет асимметричное строение.
На Пермском своде наряду с локальными поднятиями, осложняющими строение валов и валообразных зон, развиты также мелкие структуры, расположенные вне их пределов. Такая обособленная структура, названная Пермской (выявлена в центральной части г. Перми) является брахиантиклинальной складкой; длина ее около 10 км, ширина 3– 4 км, амплитуда порядка 10–15 м (Рейхардт. 1997).
На полигоне практики наряду с пликативными выявлены также дизъюнктивные структуры, развитые в основном в породах кристаллического фундамента. Так по Г. Г. Кассину, занимающимся изучением тектонического строения фундамента и осадочного чехла восточной части платформы, в пределах площади учебной съемки предполагается наличие двух глубинных разломов субширотного простирания раннепротерозойского заложения. Один из них проходит в 4–5 км, второй – в 20–21 км севернее центра г. Перми. В северо-восточном направлении эти разломы пересекает разрывное нарушение позднепротерозойского возраста, для которого устанавливается активность и в фанерозое. При дешифрировании аэро- и космоснимков выделяется еще ряд разрывных нарушений более молодого возраста, которые не подтверждены пока полевыми исследованиями.