Стадийность галокинеза кунгурской эвапоритовой толщи юго-западной части Прикаспийской впадины

Юго-западная часть Прикаспийской впадины в структурном плане по поверхности фундамента и подсолевых комплексов охватывает Сарпинский прогиб, с юго-востока ограниченный Астраханским сводом, с юга – Каракульско-Смушковской зоной поднятий, и с запада – Карасальской моноклиналью (рис. 1) (Фомина и др., 2025).

Район исследования характеризуется наличием мощной соленосной толщи кунгурского возраста, которая отличается разнообразным строением и мощностью в разных частях Прикаспийской впадины, сложным вещественным составом и уникальными палеогеографическими условиями формирования. На данный момент все еще остается много нерешенных вопросов, касающихся условий накопления кунгурской соли, ее структуры и последующих деформаций.

Уникальной особенностью эвапоритовой толщи является активное развитие процессов галокинеза, что приводит к деформации ее структуры с формированием многочисленных соляных куполов и смежных мульд.

Поскольку на земной поверхности выходы пермских отложений немногочисленны и приурочены к сводам отдельных соляных куполов, последовательный солевой разрез на территории всей впадины изучить без буровых и сейсмических данных практически невозможно (Антипов и др., 2023).

Наиболее подробно эвапоритовая толща изучена на севере и западе Прикаспийской впадины, где процесс галокинеза слабопро-явлен. Уточнение строения и условий седиментации солей в других областях, подверженных влиянию галокинеза, начавшегося в конце кунгурского времени и продолжающегося по сей день, весьма затруднительно (Антипов и др., 2023; Волож и др., 1997).

Основным материалом для изучения солевого комплекса являются сейсмические профили МОГТ, на которых можно проследить его структуру. Она определяется волновой картиной сейсмических разрезов многочисленных соляных антиклиналей (рис. 2).

Работа лицензирована в соответствии с CC BY 4.0. Чтобы просмотреть копию

этой лицензии, посетите

Рис. 1. Тектоническая схема юго-западной части Прикаспийской впадины. 1 – граница Астраханского свода; 2 – пермский карбонатный уступ; 3 – граница Каракульско-Смушковской зоны поднятий; 4 – сейсмические разрезы; 5 – границы Садовой мульды; 6 – границы Дербетовского купола; 7 – границы Садового купола; 8 – скважина; 9 – государственная граница

Данная работа посвящена изучению литологического состава кунгурской толщи, процесса галокинеза и выявлению этапов развития мульд и куполов на территории юго-западной части Прикаспийской впадины.

Ключевую роль в решении поставленных задач играет информация не только о самой соляной толще, но и об особенностях комплексов пород, залегающих выше. Они позволяют установить характер изменения мощности накопленных солей, а также реконструировать последовательность условий седиментации верхнепермских и триасовых отложений и их соотношения с деформированными солевыми толщами.

Литолого-стратиграфический обзор кунгурской эвапоритовой толщи

В позднеартинско-кунгурское время ранней перми Прикаспийская впадина представляла собой изолированную котловину, ограниченную плоскими шельфами. Для данного периода исследователи выделяют обстановки седиментации, характерные для прибрежноморской области, мелкого шельфа и глубокого моря (Антипов и др., 2023; Писаренко и др., 2000; Тихвинский, 1976; Тихвинский, 1974; Урусов и др., 1964; Урусов и др., 1967). Подобные палеогеографические условия и приэкваториальный климат

определяли благоприятные обстановки для формирования эвапоритов.

В юго-западной части Прикаспийской впадины литологический состав эвапоритовой толщи непостоянен и существенно отличается от центральной и северной частей. Это обусловлено, с одной стороны, разными литолого-фациальными обстановками соле-накопления на шельфах и в глубоких котловинах, с другой – постседиментационным изменением мощностей в результате проявления процессов галокинеза (Антипов и др., 2023). На территории северной и западной периферий Прикаспийской впадины соленосные горизонты залегают с размывом на отдельных горизонтах нижней перми и карбона, сложенных морскими терригенными и карбонатными породами, а в центральной части длительного перерыва в осадконакоплении перед формированием соленосной формации не зафиксировано.

По литологическому составу соленосную толщу можно разделить на две части: нижнюю (верхнеартинский подъярус, саранин-ский и филипповский горизонты нижнего кунгура) и верхнюю (иренский горизонт кунгурского яруса). Выше разрез завершают терригенные отложения уфимского яруса и разнофациальные карбонатные, карбонатнотерригенные и терригенные породы нижнеказанского подъяруса.

Саранинский и филипповский горизонты нижнего кунгура представлены чередованием сульфатно-карбонатных пород, включающих ангидриты, ангидритизированные доломиты, реже – известняки с пропластками глин и мергелей. Мощность данной толщи не выдержана и изменяется от первых десятков метров до 200 м, а в пределах восточной краевой части пермского карбонатного уступа достигает 400 м.

Иренский горизонт залегает на размытой участками поверхности нижележащих пород и представлен преимущественно галогенными породами: светло-серыми, белыми, массивными и неяснослоистыми пластами галита с маломощными прослоями белых и серых, скрыто- и мелкокристаллических плотных ангидритов, доломитов и мергелей. Отложения формируют ритмически построенную сульфатно-галогенную толщу. В основании ритмов залегают сульфатно- карбонатные пачки пород, выше – галит-полигалитовые пачки до сильвинит-карналит-бишофитовых пластов в кровле ритмов. Мощность эвапоритовых пластов может достигать более 1000 м. Общая мощность пород кунгурского яруса превышает 1500 м (Антипов и др., 2023; Деревягин и др., 1981). Кунгурские отложения были вскрыты 27 Сарпинско-Тингутинской (выбрать один из вариантов написания для единообразия) скважиной, литологическая колонка которой представлена на рис. 3.

Стадийность галокинетических движений

Под галокинезом авторы понимают процесс перемещения соляных масс благодаря внутренним источникам сил, возникающих в ходе общего тектонического погружения района и вследствие реологического расслоения эвапоритовой толщи на упругую и упруго-пластичную толщи. Процесс галокинеза проявляется в соленосных формациях, седиментационная мощность которых превышает 1,5 км, а мощность накопленных выше отложений – более 1 км. В результате данного процесса формируются дисгармоничные структуры в виде соляных куполов, штоков, соляных гряд, называемые галоки-нетическими структурами (Волож и др., 1997; Volozh et al., 2001).

С помощью анализа мощностей на разрезах МОГТ, учитывая возраст накопившихся отложений в межкупольных мульдах, можно проследить геометрию кровли кунгурского соленосного комплекса, этапы формирования и дальнейшего развития куполов, а также темпы накопления надсолевых отложений. Поскольку на исследуемой территории мульды заполнены в основном верхнепермскими и триасовыми отложениями, то перед нами возникает проблема реконструкции истории накопления данных отложений и развития процессов перемещения соли.

Структура пород эвапоритовой формации четко выделяется своим дисгармоничным строением от подстилающих и перекрывающих отложений на сейсмических разрезах МОГТ. Волновая картина и амплитудно-частотные характеристики сейсмической записи изученных осадочных толщ также отличаются: для соленосных пород

Возраст	Толща	Ритмопачки	Скв. СТ 27
Пермо-триас	Пестроцветная		1 Ц54	М
к S =г го S СК го ф о го |_ JC о S о 5* 5 Ф с к СК т	Сульфатная	Корсаковская	л +  / л + 4 Л Ч
	ск го о о о О	Озерская	ж
		Ерусланская	+  +  н + + +  +  ч 4-    4-
		Долинная	л л л   А  / + + 4  +  ч * 4 п п п  п   г 4   ч-   ч + + 4  +  ч + + + л А  +  г 4 + 4  +  Ч + + +  +  н 4 + л л А  А  / 4  4  ч + 4 4-   Ч-   Ч + 4 4-   Ч-   Ч + 4 4  4  4 +  4 л л А А / л2453 м, -т—n^:
		Пигаревская
		Антиповская
		Погожская
		Тимонинская
		Красавская
		Волгоградская
	Карбонатно-сульфатная	Карпенская серия	Vr А А / —2660 м-
1 й о. "I га о_ В з га о ° а _□ ск CL S ф * га £ -	Карбонатная

Рис. 3. Литолого-стратиграфическая колонка кунгурского соленосного разреза в скв. Сарпин-ско-Тингутинская 27 (то же, что и выше) (по Деревягин и др., 1981 с дополнениями). 1 – известняки; 2 – бишофит; 3 – ангидрит; 4 – галит; 5 – полигалит; 6 – галит с ангидритом; 7 – известняки и доломиты с ангидритом; 8 – тер-

ригенные отложения

Рис. 4. Фрагмент глубинного сейсмического разреза по профилю 012101 с выделением стадийности галокинетических движений в Садовой мульде (Карташов, 2022 с дополнениями)

присуща хаотичная слабоамплитудная сейсмическая запись, в то время как подстилающие и перекрывающие толщи выделяются выдержанными протяженными высокоамплитудными отражениями.

В надсолевом разрезе, в зависимости от соотношения мощности накопленных выше эвапоритовой толщи отложений ко времени движения или перемещения солей, выделяется несколько сейсмостратиграфических комплексов. Эти комплексы хорошо прослеживаются на сейсмических разрезах и характеризуют стадии деформации соленосной-толщи, а точнее стадийности галокинетиче-ских движений (рис. 2) (Волож и др., 2013; Volozh et al., 2001).

Первый этап – предкинематический. На протяжении первого этапа слои сформированы до начала движения солей, а уже в ходе процесса галокинеза их форма претерпевает существенные изменения, но мощность горизонтов остается неизменной или почти неизменной.

Второй этап соответствует ранней синкинематической стадии роста соляных куполов и формированию первичных компенсационных мульд. Отложения накапливаются одновременно с движением соли, а их мощ- ность локально увеличивается в зонах оттока соли. Для этого этапа характерно появление прислоняющихся горизонтов к поверхности купола под разными углами. Данная стадия маркирует время начала роста соляного ядра.

Третий этап – поздний синкинематический. В процессе развития соляных диапиров образуются и заполняются вторичные компенсационные мульды. На третьем этапе мощность накапливаемых отложений также увеличивается, но их депоцентр может сместиться. Отложения выклиниваются к поверхности соляного купола под меньшими углами в отличие от ранних синкинематических комплексов.

В зависимости от протяженности и мощности накопленных отложений можно выделить более двух синкинематических комплексов.

Завершающий этап – посткинематический. Он отражает окончание роста куполов и прекращение движения соли. На распределение осадочного материала этого этапа развития территории влияют общее тектоническое погружение и процессы седиментации, характерные для преобладающих палеогеографических обстановок с протяженными и выдержанными по мощности осадочными комплексами (рис. 2).

На исследуемой территории отложения, маркирующие предкинематический комплекс, не были зафиксированы. К синкинематическому комплексу приурочены верхнепермские, триасовые, юрские и палеоген-четвертичные отложения, так как они были накоплены одновременно с началом и в процессе галокинетических движений. Это отражается в локальных увеличениях мощности отдельных горизонтов в зонах оттока соли, а также их выклинивание в зонах примыкания к соляным куполам. Посткинематический комплекс включает в себя маломощные

Рис. 5. Модель заполнения межкупольной мульды в процессе галокинеза до предъюрской эрозии. 1 – кунгурская эвапоритовая толща; 2 – верхне-пермские-нижнетриасовые отложения (1-синкинематик); 3 – нижне- и среднетриасовые отложения (2-синкинематик); 4 – средне- и верхнетриасовые отложения (3-синкинематик); 5 – направление оттока соли; 6 – отражающий горизонт P 1 k, приуроченный к кровле кунгурского яруса; 7 – отражающий горизонт T1o_2_izv (каротажный репер «II известняк»); 8 – отражающий горизонт T2а_1_izv (каротажный репер «I известняк»).

ненарушенные меловые отложения, залегающие на пермско-триасовых и юрских толщах (рис. 4).

Эволюция процесса галокинеза на примере Дербетовского соляного купола и примыкающей к ней ассиметричной Садовой мульды

Для более детального изучения возникновения и последующего развития процесса галокинеза в кунгурской эвапоритовой толщи авторы рассматривают два глубинных сейсмических разреза, пересекающих Садовую мульду, расположенную в юго-западной части Сарпинского прогиба (Карташов, 2022). Она простирается с юго-западного в северо-восточном направлении. С северо-востока ее обрамляет Дербетовский купол высотой до 1800 м, а с юго-запада – Садовый купол высотой 1200 м (рис. 1). Садовая мульда имеет размеры 8×5 км. Глубина залегания кровли соли – 6200 м.

Рассматриваемая мульда характеризуется ассиметричной структурой заполнения и относится к компенсационным мульдам, которые формируются в результате активного бокового источника сноса терригенного материала, под нагрузкой которого последовательно происходит отток соли, освобождая пространство для развития нового смещенного в направлении от источника сноса депоцентра (Волож и др., 1997).

В Садовой мульде отсутствуют отложения предкинематического комплекса. В основании разреза мульды залегают верхнепермские и нижнетриасовые отложения с крутыми углами наклона. Данную толщу можно отнести к раннему синкинематическому комплексу (1), которая характеризуется оттоком соли и первичным формированием соляных куполов, а также начальным прогибанием мульды. Темп прогибания был очень быстрый, на что указывает большая мощность отложений (1800 м) и ее резкое сокращение к бортам мульды. Нижнесреднетриасовые отложения формируют верхнюю часть раннего синкинематического комплекса (2) и отделяются от нижнего комплекса отражающим горизонтом T1o_2_izv (каротажный репер «I известняк»). Данный этап отличается замедлением темпа проги- бания, что объясняет уменьшение мощности отложений до 800 м. Третий синкинематический комплекс (3) включает в себя отложения среднего и верхнего триаса. Он отделен от второго комплекса отражающим горизонтом T2а_1_izv (каротажный репер «II известняк»). На его поздний этап синкинематического накопления указывает смещение депоцентра седиментации отложений на северо-восток (ближе к Дербетовскому куполу), а также уменьшение углов залегания. Темп роста соляного купола был самым быстрым за всю историю развития мульды, поскольку максимальные мощности отложений достигают 3100 м.

Все вышеперечисленные комплексы на сводах куполов были впоследствии срезаны предъюрской эрозией, выраженной в виде резкой несогласной границы и приуроченной к отражающему горизонту V. Перекрывающий их комплекс юрских отложений относится к четвертой синкинематической стадии (4). Структура комплекса отражает и медленное прогибание мульды, и развитие прилегающего на северо-востоке Дербетовского купола. На замедление темпа роста данного купола указывают небольшая мощность юрских отложений (400 м) и пологие углы залегания толщи (20° по правому борту). Отложения мелового возраста накапливались, когда Садовый купол прекратил свой рост. Они относятся к нонкинематическому или посткинематическому комплексу, что подтверждает выдержанность и небольшая мощность слоев. Палеоген-четвертичные отложения характеризуют последнюю синкинематическую стадию (5), отображающую дальнейшее прогибание Садовой мульды и рост Дербетовского купола, на что указывают разломы, проходящие над куполом, и невыдержанная мощность слоев в межкупольной депрессии (рис. 4).

Заключение

По результатам сейсмостратиграфиче-ского анализа глубинных сейсмических разрезов прослежена эволюция развития соляных куполов в юго-западной части Сарпин-ского прогиба и выявлены основные этапы накопления верхнепермских, триасовых и юрских отложений в Садовой мульде.

Рост Дербетовского и Садового куполов и развитие Садовой мульды, примыкающей к нему, начался с середины пермского возраста и происходил в несколько стадий, выраженных в постепенном прогибании основания мульды и изменениях мощности накапливаемых отложений. На изученных сейсмических разрезах верхнепермско-триасовый комплекс представлен непрерывным осадочным разрезом (рис. 5). Кровля этого комплекса размыта предъюрской эрозией. В результате чего значительная часть верхнетриасовых, а местами и среднетриасовых отложений была уничтожена. Это хорошо отражается на мощности накопленных триасовых отложений и их залегании.

В меловое время активный процесс галокинеза завершился, что выражено в строении нонкинематического или посткинематического комплекса вышележащих отложений с выдержанной мощностью, накопление которых уже никак не повлияло на морфологию Садового купола. В палеоген-четвертичное время процесс галокинеза возобновился, что обусловило изменение мощностей этих отложений. Это фиксируется ростом Дербетов-ского купола и появлением разрывных нарушений в толще палеоген-четвертичных осадков.