Главная Территории Типы памятников Карта сайта

Соликамская впадина
(эталон малоглубинной соляной тектоники)

Расположение: Соликамский район
Тип памятника: Тектонический
Краткая характеристика: Уникальная залежь калийно-магниевых солей
Статус: Предлагается
Авторы статьи: И. И. Чайковский, С. Г. Горбунов, О. Ф. Корочкина, Л. В. Андрейко
См. также статьи: Верхнекамское месторождение и Калийный промысел


Верхнекамское месторождение калийных солей, совпадающее в плане с Соликамской впадиной Предуральского краевого прогиба, несмотря на относительно выдержанное слоистое строение, является наиболее интересной и сложнопостроенной структурой Прикамья. В. И. Копнин (1993) рассматривал структуру месторождения как полигон для разработки теории складкообразования сложнодислоцированных осадочных толщ.

Складчатость солей, связываемая с их течением, представляет интерес не только как явление, но и как очень красочный объект.

Изучением тектонического строения месторождения занимались специалисты Геолкома ВСЕГЕИ (П. И. Преображенский, А. А. Иванов), ВНИИГ (М. П. Фивег, С. Д. Гемп, В. И. Раевский, Н. М. Джиноридзе), ПГТУ (В. И. Копнин) и Горного института УрО РАН (Б. М. Голубев, А. И. Кудряшов), Чашкинской геологоразведочной партии (А. И. Белоликов, Б. И. Сапегин, С. Ю. Квиткин, Ю. А. Плотников).

Верхнекамское месторождение хорошо стратифицировано, но его строение осложняется валообразными поднятиями и опусканиями, а также мелкими складками и разрывами, образование которых связывают с так называемой соляной тектоникой. Под соляной тектоникой понимают процессы формирования положительных структур в результате перетока и всплывания соляных масс, вызванных неравномерной вышележащей нагрузкой. Считается, что галокинез реализуется на глубинах свыше 1—1,5 км. Верхнекамское месторождение залегает на небольших (100—700 м) глубинах. Оно характеризуется особым комплексом деформаций, что позволяет рассматривать его как эталон малоглубинной соляной тектоники в основном с субгоризонтальными перемещениями, обусловленными гравитационным течением и скольжением, в отличие от традиционной (глубинной) солянокупольной.

Пластические деформации. Поскольку соли являются по отношению к другим породам пластичными (некомпетентными), для них весьма характерны складки скольжения, волочения, течения и сгруживания, связанные преимущественно со скольжением вышележащих слоев относительно нижележащих.

Амплитуда и частота складчатости зависит от мощности слоя, минерального состава, определяющего его компетентность относительно вмещающих пластов. В целом же соляная залежь представляет собой многослойное тело, сложенное как пластами солей (галититы, сильвиниты, карналлититы), так и прослоями несолевых пород (глины, мергели). Расшифровка структуры месторождения показала, что в различное время основные перемещения реализовывались на различных уровнях. Так, после образования соляной залежи скольжение и течение происходили вдоль ее подошвы, после накопления части надсолевого разреза — в прикровельной части, а после формирования всей вышележащей толщи — вдоль солевого зеркала. Наряду со складчатыми нарушениями на месторождении отмечен псевдодиапиризм ангидритовых тел, которые формировались в нелитифицированном осадке.

Хрупкопластические деформации проявлены в относительно более компетентных пластах (глины среди галититов, галититы среди сильвинитов или карналлититов). Это система ортогональных и (или) диагональных трещин, разбивающих менее пластичные пласты на блоки, которые в зависимости от обстановки растаскиваются по латерали (бу-дины), нагромождаются во внутрислойный пакет надвиговых пластин или закручиваются в вихревые структуры.

В Тверитинской мульде отмечено широкое развитие своеобразных микрогорстовых структур, относимых некоторыми исследователями к ромбоэдрам скалывания или дуплексам. Они ограничены с одной или чаще с двух сторон зонами флексурного перегиба, вдоль которых происходят частичная перекристаллизация и вынос более подвижного сильвина. Приуроченность к крупным мульдам позволяет связывать их со сколовыми разрывами, проявленными в замках шарнирного изгиба.

Зафиксировано несколько генетических групп трещин. Первые (сколовые внутрипластовые), наиболее мелкие (до 1—2 м), приурочены к границе солей разного состава, претерпевших разнонаправленное перемещение. Вторые (сколово-отрывные внутрипластовые) локализованы в более компетентных солях и маркируют зоны перегиба пласта. Они представлены в основном отдельными поперечными S- и дугообразными трещинами, их кулисами, связанными с разрывом или шарнирным скалыванием пласта. Третьи (сколовые сквозные) являются наиболее протяженными (до 100 м) и обычно секут несколько пластов различного состава. Они образуют протяженные рои, маркирующие вертикальные зоны перегиба (и сдвига) соляной залежи. Зафиксирована также приуроченность трещин к границам пластов различного минерального состава, характеризующихся различной ориентировкой складок, а также к границам зон выщелачивания, формирование которых сопровождалось уменьшением мощности пластов.

Последовательность формирования структуры месторождения. Изучение месторождения на примере нескольких шахтных полей дало возможность выявить комплекс признаков, позволяющих восстановить время и характер проявления тектонических деформаций.

Сопоставление структурных планов различных пластов калийной залежи показало, что снизу вверх рельеф кровли усложняется, отражая увеличение интенсивности деформаций по мере приближения к верхней части соляной толщи. Наряду с поднятиями и прогибами выявляются линейные зоны перегиба рельефа пластов, внутри которых происходит резкий разворот простирания изолиний. Наличие таких зон излома свидетельствует о проявлении горизонтальных правых пластично-сдвиговых деформаций.

Анализ мощностей сильвинитовой и карналлитовой зон показал, что раздувы калийно-магниевой залежи приходятся не на вершины антиклинальных структур всей соляной толщи, а на их склоны (иногда они локализованы даже в пределах центральной части мульд), что позволяет говорить о несогласованности структурного плана. Более того, в распределении раздувов и пережимов видна ячеистость (гофрировка), обусловленная наличием пересекающихся линейных систем, вероятно, осей сжатия, от которых в разные стороны происходило растекание соляных масс. Некоторые из них прослеживаются как в сильвинитовой, так и карналлитовой зонах. Таким образом, на месторождении проявлена не обычная (адвекционная) соляная тектоника (галокинез), вызванная отжиманием масс из прогибов в сторону куполовидных поднятий, а переток солей в пространство между осями максимального горизонтального сжатия представляет собой обычную складчатость. Отмечено также сгруживание соляных масс в основании склонов и увеличение интенсивности складчатости, что отражает локальное оползание солей с поднятий.

Выявлено несколько направлений сжатия неуральской ориентировки, позволяющих говорить о неоднократном перераспределении солей в пределах залежи. О многократном деформировании соляной толщи свидетельствует и наличие участков, характеризующихся специфической (параллельной, пересекающейся, радиально-концентрической, S-образной, вихревой) ориентировкой складок. Их простирание позволяет показать неоднородный блочный характер распределения напряжений в залежи.

На поднятиях покровная каменная соль и переходная пачка частично или полностью эродированы. Утончение переходной пачки и уменьшение количества галитовых слоев на склонах поднятий, наличие на поверхности протяженных эрозионных врезов глубиной до 10—20 м — показатели того, что складчатость солей проявилась на границе кунгурского и уфимского веков. Подземное выщелачивание произошло намного позже, о чем свидетельствует ограниченное распространение гипсово-глинистой шляпы. На существование положительных структур на дне бассейна уже в период отложения надсолевых толщ указывает фациальная зональность как в соляно-мергельной (мергель с гипсом → глины), так и в терригенно-карбонатной толщах (известняки → глины).

Увеличение мощности соляно-мергельной и терригенно-карбонатной толщ на поднятиях, а также появление складок в надсолевых породах отражают участие надсолевого разреза в процессе образования складчатости как относительно автономного тела. Положительные структуры приобрели присущий антиклиналям комплекс веерообразных центриклинальных открытых трещин, способствующих их размыву.

Таким образом, формирование прогибов и поднятий происходило с конца кунгурского века березниковского времени и в уфимский век сразу после накопления переходной пачки, а затем продолжилось в соликамское время перед накоплением шешминских отложений (и во время него). В надсолевом разрезе выявлено несколько зон аномального развития трещин, в которых кроме субвертикальных широко развиты разрывы, залегающие под острым углом к поверхности наслоения, что позволяет отождествлять эти наклонные нарушения с оперяющими согласных надвиговых зон. Породы соляно-мергельной толщи деформировались с образованием разрывов субмеридиональной ориентировки. После накопления терригенно-карбонатной и пестроцветной толщ генерировались трещины северо-восточного простирания. Эти деформации вызывали локальный подъем отдельных участков и неоднократный размыв отложений, фиксируемый в прослоях, обогащенных ксенолитами нижележащих пород. Следовательно, в надсолевой части существует два структурно-деформационных яруса.

Возможно, правые кулисообразные сдвиги Дуринской зоны прогибов представляют собой парагенезис с левыми сдвигами Боровицкой системы прогибов и ограничивают с юга и севера центральную часть месторождения — аллохтонную пластину, проскальзывающую в западном направлении. В результате дешифрирования космо- и топоматериалов над месторождением выявлены серповидные линеаменты, располагающиеся симметрично по обе стороны от Дуринского прогиба. Их очертания субпараллельны контурам соляной залежи и совпадают с осями антиклинальных складок. Выявлена также система левосдвиговых мегатрещин северо-восточной ориентировки и правосдвиговых — северо-восточного простирания. Вдоль последних и на пересечении с дугообразными серповидными линеаментами локализованы эрозионные структуры, выполненные плиоценовыми осадками. Парагенезис данных структурных элементов отражает оползание южной и северной частей надсолевого разреза месторождения к его центру (Дуринскому прогибу). В целом для Соликамской впадины восстанавливается четыре тектонических этапа, связанных с регрессивными циклами и подъемом окраины Восточно-Европейской платформы. Сама же структура месторождения обусловлена не соседством с горным сооружением, а рельефом подошвы и кровли солевой залежи.


На иллюстрации:

1. Космический снимок фрагмента Соликамской впадины. Красной линией показана западная граница впадины, желтой — контур калийной залежи Верхнекамского месторождения
    JPG, 404x1224, 135 Кб

Вверх   •   Галерея

2009 © Горный институт УрО РАН © Коллектив авторов © "Книжная площадь" • geoperm.books-place.ru • © Ирина Артемова