При анализе изменчивости с глубиной содержаний породообразующих оксидов и отдельных элементов, с одной стороны, устанавливается незакономерный характер изменения их концентраций как свидетельство быстро меняющихся условий формирования комплексов со сложным сочетанием вулканических и осадочных процессов, придающих разрезу некоторые черты «мусорности». С другой стороны, колебания содержаний некоторых оксидов, особенно в их сочетании, груборитмичные и, вероятно, отражают эволюцию локальных магматических очагов, питающих вулканы в районе СГ-4.
За исключением близости составов эффузивной (0—430 м) и верхней подтолщи вулканокластических толщ (430—1873 м), остальные подразделения разреза петрохимически существенно различаются. При этом наибольшие аномалии химического состава свойственны интервалу флишоидной толщи.
В целом по петрохимическим данным устанавливаются умеренно слабая степень дифференцированности развитых во вскрытой части разреза СГ-4 вулканитов и принадлежность их к островодужным комплексам, отличающихся от современных аналогов последних преобладанием базальтов, более высокой общей щелочностью, повышенными концентрациями Сг, Со, Ni, V, Sr.
Минералого-петрографическим анализом метаморфических ассоциаций установлено, что в пределах всего вскрытого разреза породы претерпели .метаморфизм пренит-пумпеллитовой фации. При этом степень метаморфизма постепенно нарастала с глубиной и по ряду признаков, наблюдаемых в нижней части разреза (исчезновение с глубины 3400 м пумпеллиита, уменьшение доли пренита), можно ожидать скорое вхождение скважины в область развития зеленосланцевой фации метаморфизма. Более подробно особенности метаморфических преобразований в пределах вскрытого СГ-4 разреза рассмотрены в работе И. В. Викентьева и др., где сделан вывод о протекании этого процесса в условиях невысокого палеоградиента (до 20 °С на 1 км) и температуры не выше 250 °С.
С долей условности можно выделить несколько типов рудной минерализации, среди которых наиболее интересны послойные и кластогенные проявления.
Послойная сульфидная минерализация наиболее проявлена в нижней вулканогенно-осадочной части разреза (2640—4064 м) в интервалах развития ритмично-слоистых пород, тяготея к верхам ритмов, сложенных туфоалевролитами и туфопесчаниками. Она представлена пиритом, в т. ч. фрамбоидальным, халькопиритом, борнитом, блеклыми рудами, сфалеритом. Одна из наиболее заметных сульфидосодержащих зон пересечена скважиной в интервале 3160—3270 м.
Кластогенный тип представлен преимущественно пиритом и гематитом, в различной степени насыщающих измененные обломки в составе вулканоген-ных пород разреза. Часть из них, образована в прижерловых условиях и характеризуется развитием рудных минералов в периферической части обломков, другая часть—рудокласты, представляющие разбитые фрагменты сульфидосодержащих пород, привнесенные из других мест локализации.
Другие типы рудной минерализации имеют подчиненное значение. Они представлены, как правило, вкрапленностью пирита, гематита, халькопирита, пирротина, реже сфалерита, галенита и др., пространственно тяготеющей к приконтактовым частям дайковых тел и зонам гидротермальных изменений.
Установлен ряд других особенностей и закономерностей распределения рудных минералов в разрезе СГ-4, среди которых особого упоминания заслуживает факт существенного увеличения в нижней части разреза, с глубины 3400 м, количества пирротина при соответствующем уменьшении доли пирита, что хорошо согласуется с нарастанием степени метаморфизма вниз по разрезу, и таким образом устанавливает взаимосвязь элементов метаморфической и рудной зональностей.
Среди исследований СГ-4 и района ее бурения нет единства в оценке выявленной в разрезе СГ-4 рудной минерализации. По мнению одних, она относится к медно-цинковоколчеданному типу и близка по составу к рудам Кабанских месторождений, расположенных западнее СГ-4, что можно рассматривать как свидетельство в пользу расширения пространственных и временных рамок продуктивного колчеданообразования. По мнению других, доказательств для такого заключения еще недостаточно. Во всяком случае нет сомнения, что получена ценная и уникальная информация по характеру и особенностям локализации рудной минерализации, существо которой предстоит окончательно выяснить в процессе дальнейших исследований при углублении СГ-4.
Скважиной встречено несколько зон тектонических нарушений (580—620 м, 1470—1500 м, 2495—2505 м, 3480— 3560 м) и разной степени трещиноватости пород. При этом, несмотря на целенаправленные поиски, пока не получено сколько нибудь убедительных фактов в пользу тектонического сдваивания, существенного разобщения той или иной части разреза. Напротив, крепнет уверенность в его непрерывности.
Стратиграфическая и формационная принадлежность всего вскрытого разреза и его отдельных частей проблематична и находится в стадии активного изучения и обсуждения. Пока достаточно надежно устанавливается возрастная принадлежность разреза глубже 3 км. Здесь в образцах кремнистых алевролитов интервала 3070—3716 м, отобранных специалистами УГСЭ ПГО «Уралгеология» и ИГ БНЦ АН СССР, идентифицированы разности радиолярий, характерные для Sil2-3. К.С.Ивановым и другими исследователями (ИГИГ УрО АН СССР) в интервале 3520—3885 м выделены и изучены комплексы конодонтов и хитинозой, позволяющие отнести его к пограничным слоям лландовери и венлока. Таким образом, находит подтверждение принятая предшественниками схема возрастного расчленения вулканогенно-осадочных отложений района СГ-4.
Неожиданные результаты получены Ю. Е. Дмитровской (КамНИИКИГС) и А. Д. Архангельской (ВНИГНИ) при исследовании препаратов из мдцератов образцов туфоалевролитов интервала 1918,6—1983,9 м, где были обнаружены неполные спектры спор, характерные для нижней части франского яруса верхнего девона. Эти данные нуждаются в тщательной проверке, для чего в районе СГ-4 начаты специальные исследования по ревизии известных находок фауны.
Бурение СГ-4 сопровождается обширным комплексом геофизических исследований, включающим 28 методов электрического, сейсмоакустического, ядерно-физического, магнитного, термического, газового и технико-технологического каротажа. Существенных аномалий по результатам проведенных исследований не выявлено. Результаты ГИС наряду с литолого-петрографическими признаками использованы при расчленении разреза на слои, пачки, толщи.
По ряду физических параметров, зафиксированных геофизическими исследованиями ствола и петрофизическими исследованиями керна, разрез дифференцирован в разной степени, что определяется особенностями вещественного состава слагающих его образований,.различиями в степени их тектонической и метаморфической переработки,. а также сложнонапряженным состоянием околоствольного массива.
После 10-месячного перерыва в бурении, обусловленного перемонтажом буровой установки, на глубине 3853 м установлена температура 60 °С, что отвечает среднему значению геотермического градиента 1,5 °С на 100 м, и согласуется с особенностями поля данной части Урала, характеризующейся низким значением теплового потока.
По результатам измерений плотности образцов керна СГ-4 хорошо видны вариации состава вулканитов разреза, в т.ч. обнаруживаются ритмы направленных изменений этих параметров. На глубине 4000—2400 м такой ритм четко антидромный — вверх очень плавно растут плотности и основность вулканитов от риодацитового внизу ритма (2,65—2,75 г/см) до базальтового 2,85—2,95 г/cм, что независимо подтверждается и данными геохимического опробования, а также согласованным нарастанием вверх на протяжении тех же 1600 м фоновой намагниченности пород (рис. 5).
На детальном разрезе плотностных вариаций четко устанавливается также положение контакта силицитов низов именновского комплекса и залегающих ниже внешне сходных алевропелитов кабанского комплекса: ему соответствует скачкообразное возрастание плотностей (состав сменяется вниз на базальтоидный). При этом в нижней (1 м) базальной части флишоидной толши плотности тех же силицитов, как оказалось, вниз с приближением к контакту прогрессивно возрастают, что обусловлено появлением во все большем количестве терригенной примеси материала размыва пород мафического основания. Это одно из объективных обоснований нормальной седиментационной природы данного контакта — двух формаций двух стадий геодинамического цикла — офиолнтовой и постофиолитовой.
Породы по стволу СГ-4 в основном слабо намагничены. Выделяются на таком фоне различные дайки и интервалы по 5—30 м грубой пирокластики околожерловых фаций. Последние выделяются в отличие от других туфов также обилием вулканических бомб и вишневых окисленных шлаковых ла-пиллей (инт. 1280-1315; 1986-2007; 2398-2460; 2494-2497 м и др.).
Приведенный на (рис. 5) скоростной разрез по СГ-4 показывает увеличение скоростей с глубиной: от 6 км/с вверху до 6,4 км/с ниже. Данные ВСП В.А.Силаева по стволу СГ-4 в деталях несколько иные. Сопоставления их с геологией показали, что в вариацияхVp значимы два фактора: состав пород — основной и средний (повышенные до 6,2—6,55 км/с) или же кислый — более низкие скоростные параметры (5,6—5,8 км/с). Усложняет картину резкими «провалами» в графике скоростей второй фактор — вариации степени тектонической нарушенности разреза. Вероятно, основная роль в этом принадлежит мелкой объемной трешиноватости, поскольку тектонические швы с более выраженной нарушенностью пород, но небольшой 2—5 м видимой мощностью (1918 м, 2506—2510 м и др.) в разных вариантах скоростного разреза ВСП не всегда проявляются. В основном же выделяются целики с максимальными для данного состав пород скоростями на протяжении до 600 м. С вариациями литологии корреляции нет (массивные туфы чередуются с пачками песчаных тефроидов того же и близкого составов), как и с вариациями состава от базальтового до андезитового. При этом плотности всех этих пород варьируют слабо — обычно от 2,82 до 2,88 г/см. Причина тому нивелирующее влияние повсеместного развития в туфовом материале метаморфогенной хлорит-пренитэпидотовой цементации. Она мало изменяет валовый состав пород ,но сильно уменьшает их пористость (4-5% против 15-20% в кайнотипных базальтах, например. Камчатки) и повышает соответственно физические параметры плотности и, что особо важно, скоростные характеристики, создавая совершенно иную физическую среду по сравнению с молодыми вулканическими областями, где Vp в базальтовых разрезах мощностью до 5 км составляют 4,5—5,5 км/с (по Тюменской и Саатлинской сверхглубоким скважинам, на Камчатке, в Исландии). По данным профилей МОВ—КМПВ, близ СГ-4 Vp в целиках практически с поверхности достигают 6 и 6,3 км/с. По результатам документации керна СГ-4, массивы пород в целиках монолитны, почти не трещиноваты, с выходом керна нередко 95—100% и длиной его кусков 50—80 см, иногда даже 2—4 м. Интенсивность вышеотмеченных метаморфических преобразований вулканитов с глубиной медленно нарастает, преобладающе землистые формы выделений сменяются ниже 3,5 км все лучше окристаллизованным эпидотом, что коррелируется с изменением некоторых физических параметров. Это также может иметь важное значение в проблеме изучения теплопроводности и теплового потока по разрезу СГ-4. По изложенным причинам требуется постановка специальных детальных исследований по обозначенной проблематике. Помогут результаты их и в более точной реконструкции первичного химизма вулканитов разреза СГ-4.