ТЕКТОНИКА

Площадь полигона практики в тектоническом отношении находится 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 располагается Предуральский краевой прогиб — переходная геотектоническая структура от платформы к Уральской складчатой области.

В вертикальном разрезе восточного крыла антеклизы вы­деляются два структурно-тектонических этажа — дорифейский складчатый кристаллический фундамент и субгоризон­тально залегающий на нем осадочный чехол рифейско-фанерозойского возраста. Строение фундамента и глубоких частей осадочного чехла изучено пока недостаточно.

Кристаллический фундамент вскрыт опорной Северокам­ской скважиной на глубинах 2986—2997 м, здесь он сложен гнейсовидными гранитами. В связи с крайне скудной геологи­ческой информацией представление о тектоническом строении фундамента основывается главным образом на геофизических данных. Характер магнитного и гравитационного полей сви­детельствует о том, что кристаллический фундамент на рас­сматриваемой площади имеет гетерогенный состав и сложное строение. 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. Участки с пониженными значениями полей объясняются развитием в них пород с меньшей плотностью — 2,68—2,70 г/см³, преимущественно гнейсов. Кроме того, такие участки указывают еще на более глубокое залегание кровли фундамента.

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 выступа, ог­раниченного с севера и юга крупными разломами с амплитудами перемещения блоков до 500 м. Абсолютные отметки поверхности фундамента в пределах полигона изменяются от — 2000 до — 4000 м.

В осадочном чехле Волго-Уральской антеклизы выделя­ются два подэтажа: доплитный и плитный. Доплитный под­этаж сложен карбонатно-терригенными породами среднего и верхнего рифея. Установлено, что породы рифейского комплекса разбиты многочисленными дизъюнктивными нарушениями, в результате чего положи­тельные структуры представлены горстовидными поднятиями, а отрицательные — грабенообразными впадинами. В основном же эти сложнопостроенные структуры повторяют рельеф фун­дамента.

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 сложен 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 пред­ставлен 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 про­слеживается. 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 струк­турных 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. 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.

Приведенные характеристики структурных комплексов свидетельствуют о том, что структурный план территории г. Перми и ее окрестностей на разных стратиграфических уровнях не оставался постоянным. Следовательно, менялось и положение территории относительно тектонических струк­тур, существовавших в те или иные интервалы геологического времени. 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.1, вкл.).

Камско-Башкирский мегасвод осложнен тремя крупными структурами: Камским и Пермско-Башкирским мезосводам 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: углы падения северо-западного кры­ла до 2°30', юго-восточного — до 1°. Амплитуда структуры увеличивается с глубиной: от 200—250 м в пермских и камен­ноугольных породах до 400 м в девонских.

Строение Пермского свода осложнено структурами после­дующих порядков, наиболее крупными из которых являются Краснокамский вал, Лобановская и Межевская валообразные зоны (структуры VI порядка).

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. Эти изменения в строении вала связаны с региональным увеличением мощности нижнепермских отло­жений в восточном направлении. В поперечных сечениях вал асиммет­ричен: углы падения северо-западного крыла до 2°30', юго-восточного — 1⁰10'. 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,. 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— 12х6 км (в пределах изогипсы минус 1675 м), вос­точный купол — по кровле терригенных отложений верейского горизонта 10,5х5,5 км (по изогипсе минус 840 м). 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 4,5х1,8 км и амплитудой до 2 м (по условно замкнутой изогипсе минус 80 м).

Кизимское поднятие расположено в 2 км южнее от 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 2Х1 км и 1,6х0,5 км. По кровле терригенных отложений тульского горизонта Кизимское поднятие фиксируется как куполовидная структура размером 4,7Х3,2 км с амплитудой 21 м. По кровле башкирского яруса поднятие является брахи-антиклиналью субширотного простирания размером 4,ЗХ2 км (по замкнутой изогипсе минус 895 м) и амплитудой 6 м. По кровле артинского яруса поднятие выражено слабо: по условно замкнутой изогипсе минус 75 м — это малоампли­тудная куполовидная складка размером 1,8х1,0 км. По осо­бенностям строения Кизимское поднятие является погребен­ной структурой, а так как на нем выявлены рифогенные по­стройки, то по происхождению поднятие от­носится к тектоно-седиментационному типу.

Оверятское поднятие — небольшая куполовидная складка между Краснокамским и Северокамским поднятиями. По кровле терригенных отложений кыновского горизонта его раз­меры 4,5х4,5 км при амплитуде 10 м (по изогипсе минус 1680 м), по кровле терригенных отложений тульского гори­зонта — 5х3 км при амплитуде 16 м (по изогипсе минус 1200 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 (по изогипсе минус 30 м), максимальная ширина по кровле башкирского яруса составляет 7 км (по изогипсе минус 900 м). 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 от­носится к подтипу сквозных тектонических структур с неболь­шим смещением сводовых частей: в пермских отложениях свод поднятия смещен вдоль оси в юго-западном направлении.

Лобановская и Межевская валообразные зоны по проис­хождению относятся к структурам тектоно-седиментационного типа. Валообразные зоны представляют 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 валообразная зона протягивается в северо­северо-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: углы падения крыльев в пределах 1°—1°40'. 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 отложениях углы возрастают 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.

Лобановское поднятие находится в 10 км восточное 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: углы падения пород на северо-западном крыле 0°30'— 1⁰30', на юго-восточном 2°30'— 3°30'.

Межевская валообразная зона имеет в плане коленообразную форму с перегибом в районе устья р.Полазны: западная половина — субширотного простирания, восточная - субмеридионального. Протяженность валообразной зоны в девонских и каменноугольных отложениях 58 км, в пермских — 35 км, ширина изменяется от 4 до 8 км. Межевская зона обладает следующими особенностями строения: 1) вверх по разрезу она выполажнвается, 2) в поперечном сечении асимметрична. Так, в девонских породах углы падения северного и восточного крыльев 6°—11°, южного и западного 1°30'—2°50', амплитуда 60—100 м; в каменноугольных породах углы падения соответ­ственно 1⁰30’-3⁰30’ и 0°30’—1⁰50’, амплитуда 50—85 м; в пермских породах углы падения 1°—2⁰30’ и 0°50’—1⁰10’, ам­плитуда 60—70 м. Валообразная зона осложнена поднятиями: с запада на восток — это Команятская, Русаковская, Зубов­ская, Шеметинская, Пионерская, Демидковская, Полазнинская, Межевская и Талицкая структуры. Все поднятия нахо­дятся за пределами площади съемки, валообразная зона лишь слегка своим западным бортом захватывает северо-восточный угол полигона.

На Пермском своде наряду с локальными поднятиями, осложняющими строение валов и валообразных зон, развиты также мелкие структуры, расположенные вне их пределов. Такая обособленная структура выявлена в центральной части г. Перми. Структура, названная Пермской, 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. Исследователи, зани­мающиеся изучением тектонического строения фундамента и осадочного чехла восточной части платформы, интерпрети­руют материалы геофизических съемок неодинаково. В ре­зультате составленные ими тектонические схемы строения фундамента различаются, иногда существенно, как по коли­честву выделяемых разломов, так и по их расположению. 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 фанероое. При дешифрировании аэро- и космоснимков вы­деляется еще ряд разрывных нарушений более молодого воз­раста, которые не подтверждены пока полевыми исследо­ваниями.