Обзор геолого-геофизической изученности района Уральской сверхглубокой скважины СГ-4 (стр. 3 из 9)

.

Геологический разрез СГ-4

Рис. 4. Геологический разрез СГ-4, составлен в Уральской экспедиции сверхглубокого бурения ГНПП «Недра»:

1 — базальты плагиофировые, пироксен-плагиофировые (а), андезитобазальты (о); 2 — андезиты (а), дациты, риодациты (б); 3 — туфы глыбовые (а), агломератовые (б), крупнопсефитовые (в), мелкопсефитовые (г), кристаллолитотуфы (е), 4— туффиты агломератовые (а), крупнопсефитовые (б), мелкопсефитовые (в), псаммитовые (г); 5— тефроиды мелкопсефитовые (а), псаммитовые (б); 6— туфоконгло-мераты, туфопесчаники; 7 — туфогравелиты, туфопесчаники; 8 — туфопесчаники, туфоалевропесчаники; 9 — туфопесчаники, туфоалевролиты; 10— песчаники, алевропесчаники, алевролиты; 11— кремнистые, углисто-кремнистые алевролиты, алевропелиты; 12 — диориты (а), кварцевые диориты (б); 13 — внемасштабный знак даек основного (а) и среднего (б) составов; 14 — тектонические нарушения: сбросы, взбросы (в), малоамплитудные надвиги (б); 15— границы геологических тел (а), толщ и подтолщ (б), пачек (в)

3 . Прогнозные модели Уральской СГ-4

Среди уральских исследователей, в т. ч. имеющих отношение к СГ-4, еще сильны позиции сторонников классической (фиксистской) геологии, рассматривающие регион как достаточно фиксированную полициклическую геосинклинальную систему с интенсивным развитием магмо- и рудоподводящих глубинных разломов и повторяемостью в каждом цикле однотипных геологических и рудных формаций .

Согласно альтернативной, мобилистской концепции Урал представляет собой сложное покровно-складчатое сооружение, состоящее из разнородных аллохтонных пластин, образованных путем крупных горизонтальных перемещений геологических масс. Эти представления вносят существенные коррективы в схему металлогенического развития региона, дают новое толкование природе и перспективам его рудоносности

Отметим, что деление геотектонических позиций на фиксистские и мобилистские в какой-то мере условное и не отражает всего разнообразия представлений о месте заложения, движущих силах и истории развития Уральской эвгеосинклинали. В последнее время наблюдается тенденция в сближении позиций, что выражается в признании представителями фиксистского направления ограниченного спрединга с возникновением раздвигов, обнажающих симатическую кору.

Благодаря тесному сотрудничеству большой группы исследователей удалось сформировать комплект из 11 моделей, отражающих практически весь спектр существующих прогнозных представлений о глубинном строении района бурения (рис. 2). Не имея возможности подробно охарактеризовать все модели, остановимся на наиболее существенных и принципиально отличающихся.

В. С. Дружининым составлены основополагающие сейсмические и геолого-геофизические разрезы и дан вариант прогнозной модели, основными элементами которой являются структурно-вещественные комплексы, физическая характеристика, положение в разрезе сейсмических границ, возможная их природа. Согласно этой модели СГ-4 должен вскрыть полный разрез уралид мощностью примерно 11 км, пройти около 4 км по рифейским образованиям и в интервале 14—14,5 км войти в образования древнего комплекса основания предположительно архейско-протерозойского возраста. При этом в составе уралид выделяются четыре комплекса, среди которых наиболее интересным и неясным будет комплекс пород на глубине 7—9 км. В целом геологическая привязка всех выделяемых комплексов и их литологический состав в значительной мере условные. Это попытка спроецировать на разрез по скважине поверхностные образования, развитые к западу от нее.

По Ю. С. Каретину (рис. 3, а) Тагильский прогиб представляет целостную грабенообразную структуру с плоским днищем и четко выраженными бортами. Развита сложная система листрических сбросов растяжения, большей частью трансформированных в малоамплитудные надвиги. Фиксистское существо модели автор обосновывает тем, что амплитуды смещений относительно малы и не нарушают существенным образом первичную троговую синседиментационную структуру растяжений. Расположенные к западу от СГ-4 интрузии Платиноносного пояса рассматриваются в виде несмещенной магмоподводящей зоны, субвертикально уходящей на глубины свыше 50 км и не пересекающейся скважиной. По выражению автора, эти интрузии «сшивают» весь разрез.

В. Н. Пучков при построении своей мобилистской модели (см. рис. 3, б) исходит из результатов геологических исследований в зоне сочленения Тагильской и Центральноуральской зон севернее района бурения, где устанавливается залегание пород Тагильского комплекса в виде тектонического покрова регионального значения . Используя изменение положения с глубиной отражающих площадок (по данным MOB и ГСЗ) с глубиной, автор модели предполагает соответствующее выполаживание поверхностей тектонического срыва на глубине и прогнозирует их подсечение сверхглубокой скважиной. Одновременно предполагается возможность повторения в разрезе отложений с глубины 7 км, имеющих более молодой возраст, чем вышележащие, в пользу чего, по мнению. В. Н. Пучкова, свидетельствует установленная ГСЗ неоднократная инверсия скоростей на глубинах 7—17 км. На вопрос о том, какие комплексы тектонически совмещаются в предполагаемом разрезе СГ-4, автор не дает однозначный ответ. В качестве возможного состава наиболее интересной малоплотной пластины на глубине 7—9 км высказаны следующие варианты: вулканогенно-осадочные отложения верхнего силура—девона Тагильской зоны; плагиограниты, плагиогнейсы (плагио-мигматиты); серпентинитовый меланж, сближенные зоны рассланцевания; ордовикско-девонские существенно терригенные отложения континентального подножия. Пластина, расположенная на глубине 9—11 км, наиболее вероятно, принадлежит меланократовому фундаменту (габбро, амфиболиты, ги-пербазиты), первично подстилавшему вулканогенные комплексы Тагильской зоны. На глубине 11 км и ниже ожидается вскрытие метаморфических, принадлежащих фундаменту утоньшенного, частично разрушенного при рифтогенезе края Восточно-Европейского континента — переходной зоны oт континентальной коры к океанической. Не исключено, что на глубине 11-15 км повторяетя тектонический разрез палеозойских эвгеосинклинальных толщ и их меланократового основания.

В модели С. Т. Агеевой, А. Г. Волчкова и П. С. Ревякина (ЦНИГРИ) под Тагильской эвгеосинклиналью предполагается куполовидное поднятие гранулит-базитового слоя, свод которого расположен на глубине около 12— 13 км. Выше должны залегать слабо вскрытые на поверхности отложения океанической коры, в основании которых залегает мощный офиолитовый комплекс, инъецированный крупными телами гипербазитов.

В. И. Сегалович (КамНИИКИГС) составил два крайне мобилистских варианта модели, исходя из гипотезы обширного, протяженностью в сотни километров, тектонического перекрытия окраины Восточно-Европейского континента покровами, состоящими из продуктов спрединга окраинных и междуговых бассейнов, а также островодужных вулканитов. Согласно этой модели, СГ-4 до глубины 6 км вскроет вулканогенно-осадочные комплексы верхней части Тагильского прогиба, далее пересечет интрузивные образования Платиноносного пояса, метаба-зиты низов лландовери, мощную (порядка 3 км) пластину ультрабазитов, и, наконец, после 14 км войдет в отложения верхнего девона — нижнего карбона Восточно-Европейской плиты. Согласно другому варианту, СГ-4 пересечет весь разрез аллохтонной части прогиба, называемой автором «Тагильским пакетом покровов», и, возможно, достигнет подстилающей кровли Улсовско-Висимской зоны поддвига (Оз— D2).

Н. Г. Берлянд (ВСЕГЕИ) отдает предпочтение существенно габброидному варианту разреза, согласно которому в интервале 7—14 км предполагается вскрыть габброиды, сопоставимые с арбатским комплексом, выходящим на поверхность западнее СГ-4.

По К. П. Плюснину (ПГО «Уралгеология»), Тагильский прогиб является сложным образованием, которое формировалось на одних стадиях как грабен, а на других—как рамповая структура. В предложенной им модели большая роль отводится разновозрастным тектоническим нарушениям, разбивающим исследуемую часть прогиба на многочисленные блоки, что усложняет увязку вскрываемого скважиной разреза с поверхностными структурами и требует проведения систематических структурно-тектонических исследований.

В рифтогенной модели Л. И. Десятниченко (ПГО «Уралгеология») формирование эвгеосинклинального прогиба связано с интенсивным растяжением земной коры вдоль глубинного разлома, сопровождающимся постепенным заполнением формирующейся структуры раннегеосинклинальными образованиями боткой фундамента. В последующие этапы переработке подвергаются и ранние офиолитовые комплексы. Таким образом, под прогибом сохраняются лишь переработанные фрагменты допалеозойских комплексов, и перед скважиной стоит нелегкая задача идентификации агломерата гетерогенных образований.

Несмотря на то что практически все модели базируются, по существу, на одной и той же геофизической информации, в совокупности они выявляют разноречивость представлений о глубинном строении Урала. Исключая самую верхнюю часть прогиба, модели противоречат по всем более или менее существенным компонентам прогнозируемого разреза: его непрерывности или тектонической разобщенности, возможности пересечения скважиной тел габброидов и ультрабазитов, глубине и составу основания прогиба, перспективам вскрытия рудоносных комплексов, природе слоев, инверсии скоростей и др.