Министерство природных ресурсов Российской Федерации открытое акционерное общество “башкиргеология”

Вид материалаКнига
Использование подземных вод
История геологического развития
Полезные ископаемые
Подобный материал:
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   59

Использование подземных вод


Подземные воды на всей описываемой территории используются для водоснабжения. Общая картина распределения прогнозных эксплуатационных ресурсов пресных подземных вод определяется модулем их естественных ресурсов и представлена на рис. 6. Из рисунка видно, что наибольший модуль этих ресурсов характерен для районов с наибольшим количеством атмосферных осадков при наличии карбонатных пород (Уфимское плато, передовые хребты западного склона Урала). Наименьший модуль имеет юго-восточная часть территории.

В Волго-Камском артезианском бассейне для крупного централизованного водоснабжения широко используются подземные воды аллювиальных четвертичных отложений долин рек Белая, Уфа, Кама и др. В горной области и на восточном склоне Урала для этих целей нередко используются воды карбонатных пород совместно с водами аллювиальных четвертичных отложений в долинах рек или зон повышенной трещиноватости пород. При потребностях в воде до 25 тыс. м3/сут для централизованного водоснабжения в Волго-Камском бассейне используются воды верхнепермских отложений, а в южной части Предуральского краевого прогиба и до 15 тыс. м3/сут. В Тобольском артезианском бассейне централизованное водоснабжение до 18 тыс. м3/сут может обеспечиваться за счет опокового горизонта серовской и талицкой свит. Потребности мелких водопотребителей (до 500 м3/сут) обеспечиваются, как правило, за счет местных ресурсов, хотя подземные воды не всегда соответствуют питьевым нормам.

Воды затрудненного и весьма затрудненного водообмена являются минеральными питьевыми или лечебными по общему солевому составу или по содержанию биологически активных специфических компонентов (брома, радона, сероводорода). Крепкие рассолы глубоких горизонтов нижнего карбона и девона в Волго-Камском артезианском бассейне представляют интерес для комплексного извлечения из них йода, брома, лития и стронция.
История геологического развития

В основании разреза на рассматриваемой площади залегает глубокометаморфизованный тараташский комплекс, который считается блоком древнего фундамента Восточно-Европейской платформы. В составе комплекса выделяется ряд структурно-вещественных подразделений, хотя надежных взаимоотношений между ними в сложной неоднократно перемятой структуре тараташского блока не установлено. Тараташский метаморфический комплекс сложен кристаллическими сланцами, гнейсами, мигматитами, железистыми и графитистыми кварцитами, выделяется подкомплекс высокоглиноземистых сланцев (В.И. Ленных и др., 1977). Состав кристаллических сланцев близок составу первичных толеитовых базальтов с повышенной железистостью (Б.С. Панов, 1978). Есть основание считать шигирские диоритогнейсы интрузивными образованиями (А.А. Краснобаев, 1980; С.А. Зорин и др., 1991). Весь этот материал позволяет сделать вывод о том, что в архее здесь были условия протогеосинклинального режима, продукты которого на рубеже 2800 млн. лет испытали глубокий метаморфизм гранулитовой фации (А.А. Краснобаев, 1980). В последующей истории эти образования испытали неоднократную гранитизацию и диафторез. Окончательное формирование суперкрустального комплекса произошло, очевидно, в раннем протерозое в ходе карельского орогенно-геосинклинального цикла, который привел к формированию огромной эпикарельской Пангеи. Комплексы раннего протерозоя (уфалейский, ильменогорский и др.), представленные глубоко метаморфизованными и сложнодислоцированными образованиями, подтверждают условия протогеосинклинального режима того периода. В метаморфических комплексах древнего кристаллического основания наблюдается наивысшая степень дислоцированности пород, для которых самыми ранними структурами выступают уже дислоцированные структуры течения пород с полной утратой первичных структур стратификации. Эти вторичные псевдостратификационнослоистые текстуры кристаллических сланцев смяты в структуры сложных складок более поздних тектонических эпох.

Структурно-вещественный комплекс рифейской истории развития Уральского складчатого пояса, отвечающей эпохе тектоно-магматического развития байкалид (И.Д. Соболев и др., 1986), имеет отчетливую цикличность строения, которая фиксируется перерывами и стадийностью каждого цикла ([92], К.К. Золоев и др., 1981, 1990).

В районах, где удается наблюдать взаимоотношения метаморфических пород раннедокембрийского фундамента с породами байкальского мегакомплекса, устанавливаются крупные несогласия, длительный перерыв в осадконакоплении и присутствие метаморфизованных продуктов коры выветривания (И.В. Ленных и др., 1978; С.А. Зорин и др., 1991; В.С. Шуба, 1983). Все это свидетельствует о существовании длительного континентального режима перед формированием отложений рифея.

Отложения нижнего рифея, выделяемые в объеме бурзянской серии, с палеонтологической и радиологической возрастной датировкой установлены только на западном склоне Урала в пределах Башкирского мегантиклинория. Бурзянская серия сложена набором пород, который характеризует условия формирования и эволюции рифтогенно-авлакогенных систем [10]. В основании бурзяния в нижней части разреза выделяется комплекс пестроцветных грубообломочных конгломератобрекчий, гравелитов и песчаников навышской подсвиты айской свиты. В составе обломочного материала конгломератов установлены катаклазированные гранитные мигматиты, диафторированные сланцы по породам тараташского комплекса. Составной частью навышской подсвиты являются вулканогенные образования, представленные покровами лав, лавовых брекчий и туфов оливиновых и пироксеновых трахибазальтов, которые относятся по химизму к щелочным оливиновым базальтам [69]. Сочетание зрелых континентальных осадков со щелочными базальтами свидетельствует о возникновении глубоких расколов земной коры в условиях жесткого кратонизированного континента и формировании структур континентального рифтогенеза. После накопления терригенных пород айской свиты происходит значительное прогибание авлакогенного бассейна и накопление в его пределах мощных (35 км) карбонатных толщ, сложенных доломитами и доломитизированными известняками с примесью глинистых и песчаных отложений.

На восточном склоне к нижнему рифею условно отнесены вулканогенные образования городищенской свиты, представленные ассоциацией контрастных риолит-базальтовых серий, продукты которых переслаиваются с мелководными морскими терригенными осадками. Базальты городищенской свиты относятся к железистым разностям оливиновых толеитов и вместе с терригенными мелководными осадками характеризуют процесс осадконакопления в условиях эпиконтинентального рифтогенеза. Авлакогенно-рифтогенный тектонический режим раннего рифея на Урале не перешел в зрелые стадии развития подвижных рифтогенно-геосин-клинальных систем и комплексов типичного орогенного режима на этом возрастном уровне не отмечается. Комплексы пород нижнего рифея сложно дислоцированы и основными формами проявления дислокационных процессов являются кливажные складки течения, многократно перемятые вследствии проявления в них орогенных нарушений не одного цикла.

Бурзянский цикл тектоно-магматического развития в последующей истории Уральского складчатого пояса сменяется среднерифейским (юрматинским) циклом. Началом этого нового цикла большинство исследователей считает формирование отложений машакской свиты (В.П. Парначев, В.В. Радченко, 1986). В отличие от разреза типичных юрматинских отложений (зигальгинской, зигазино-комаровской и авзянской свит) машакская эпоха характеризуется значительным проявлением базальтоидного магматизма, продукты которого сформировали вулканогенную риолит-базаль-товую и плутоническую габбро-гранитовую ассоциацию. Базальты машакской свиты отвечают низкоглиноземистым низкощелочным натриевым разностям толеитового типа, для которых характерно повышенное содержание окислов железа. Объем кислых эффузивов в свите составляет не более 510%, они представлены двумя петрохимическими группами. Химизм риолитов одной из них характеризуется резко пониженным содержанием окиси калия, иногда до практически натриевых разностей. Для этой группы отмечается повышенная общая фемичность. Вторая группа характеризуется отчетливым преобладанием окиси калия над натрием и, возможно, не связана с контрастной базальтовой серией, отражая условия формирования других стадий машакского тектоно-магматического цикла. Ряд геологов допускает возможность самостоятельности машакского цикла, не связанного с юрматинием (М.И. Гарань, 1969; К.П. Плюснин, 1996; С.В. Автонеев и др., 1988, 1990).

В основании разрезов собственно юрматинской эпохи выделяются терригенные толщи типичных начальных этапов трансгрессивной стадии тектоно-седиментационного цикла, сложенные кварцитами и кварцитопесчаниками зигальгинской и таганайской свит, которые залегают с отчетливым угловым несогласием (С.А. Зорин, 1991) или с постепенным переходом (А.Ф. Ротару, 1974) на вулканитах машакской и кувашской свит. Карбонатнотерригенные флишоидные отложения зигазино-комаровской свиты характеризуют условия седиментации флишевых стадий, а завершается разрез эпохи переслаивающимися песчано-доломитовыми отложениями регрессивной стадии тектоно-седиментационного цикла (авзянская свита). Интрузивные комплексы на этом возрастном уровне представлены исключительно дайками и малыми интрузиями габбродолеритов. В Зауральской мегазоне этому времени отвечает формирование алексеевской свиты, разрезы которой сопоставимы с разрезами юрматиния западного склона Урала [62].

На Восточно-Уральском поднятии образования юрматиния входят в состав допалеозойских блоков, сложенных глубокометаморфизованными породами амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций сиалического плутонометаморфизма. В этой области Урала в среднем рифее существенным развитием пользуются аповулканогенные амфиболитовые и амфиболитплагиогнейсовые метаморфические ассоциации (вместе с габброидами), свидетельствующие о широком проявлении магматических процессов. В составе саитовского метаморфического комплекса достаточно обоснованно выделяется среднерифейская офиолитовая ассоциация с альпинотипными гипербазитами (К.К. Золоев и др., 1985; В.А. Коротеев и др., 1985), характеризующая условия ранних стадий эвгеосинклинального развития ранних уралид.

Каратауская эпоха на западном склоне Урала в стратотипическом разрезе фиксируется отложениями зильмердакской, катавской, инзерской, миньярской, укской и криволукской свит и в полной мере свидетельствуют о завершенности развития этого цикла, который характеризуется в целом более разнообразным набором осадочных и метаморфических комплексов. Начальным стадиям его на западном склоне Урала свойственно некомпенсированное прогибание морского бассейна с формированием грубообломочных аркозовых песчаников зильмердакской свиты. Текстурноструктурные особенности пород, мощности, характер контактов и ряд других первичных признаков отражают широкий спектр палеообстановок накопления этого материала от аллювиальных и прибрежно-континенталь-ных равнин до открытого побережья (А.В. Маслов, 1988). Позднее идет формирование более однородных песчано-глинистых отложений верхов зильмердакской свиты, на смену которым в каратауском цикле приходят терригенно-карбонатные комплексы (катавская и инзерская свиты), а завершается цикл карбонатными известняковыми и доломитовыми (миньярская и укская свиты) и песчано-сланцево-карбонатными флишоидными (криволукская свита) отложениями.

Вулканические процессы в каратаускую эпоху имели ограниченное проявление. В эвгеосинклинальной области восточного склона Урала образования этого уровня вероятно могут быть выделены из состава аповулканогенных амфиболит-гнейсовых комплексов. Основанием для такого заключения служат результаты последних съемок кочкарского метаморфического комплекса, в составе которого выделена светлинская толща [75], характеризующая проявление эвгеосинклинального режима в Восточно-Уральском поднятии.

Заключительная вендкембрийская эпоха байкальского тектоно-маг-матического цикла характеризуется набором разнообразных осадочных и метаморфических пород (тогузак-аятская свита), накопление которых происходило в условиях, близких эпиплатформенным. На ранних этапах вендской истории вместе с терригенными отложениями на западном склоне Урала в объеме аршинской свиты формируются трахибазальтовые комплексы, свидетельствующие о формировании глубоких расколов и рифтогенных структур. На восточном склоне они проявлены только в Кочкарском районе (александровская толща). Верхняя часть вендских отложений на западном склоне Урала характеризует условия накопления типичного орогенного режима. В составе осадочных образований здесь устанавливаются типичные молассовые отложения (свиты ашинской серии [7]), характеризующиеся обломочными породами всего гранулометрического спектра от конгломератов (местами тиллитоподобных) до аргиллитов. В целом для разреза венда характерны сравнительно простые складчатые формы, хотя местами и сильно сжатые. Отложения венда формировались в прибрежно-морских условиях седиментации [7].

В разрезе по р. Санарка в Зауралье выделяются карбонатно-песчано-глинистые отложения санарской свиты нижнего кембрия, характеризующие условия накопления осадков в мелководных эпиконтинентальных бассейнах. Для разреза свиты характерно присутствие массивных известняков с остатками археоциатов, а в песчаниках  остроугольных обломков свежего плагиоклаза, слюдяно-кварцевых сланцев, микрокварцитов и гнейсов.

Уральский палеозойский тектоно-магматический цикл (поздние уралиды) начинается крупнейшей обширной морской трансгрессией в позднем кембрии, в ходе которой сформировались терригенные отложения, представленные граувакковыми песчаниками, алевролитами и аргиллитами с прослоями туфогенного материала основного состава (рымникская свита). Залегающие выше отложения нижнегосреднего ордовика маячной свиты, сложенной кварцитовидными, полевошпат-кварцевыми и аркозовыми песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов, а также филлитовидных сланцев, для которых характерны пестрые и красноцветные тона, отражают условия типичных трансгрессивных стадий тектоно-седи-ментационного цикла. По простиранию грубообломочные песчаники переходят в сланцеватые и массивные кремнистые породы с остатками радиолярий, что указывает на меняющиеся фациальные условия накопления осадков. В составе собственно рифтовых структур на этом возрастном уровне формируются вулканогенные толщи, сложенные однородными толеитовыми базальтами и кремнистыми алевролитами, в которых в последние годы собраны остатки конодонтов арениглландейловского возраста (В.В. Бабкин, 1988; В.Н. Пучков, 1985). Крупные расколы земной коры и рифтогенез этого времени сопровождаются внедрением альпинотипных ультрамафитов, которые в дальнейшем испытали сложные метаморфические и дислокационные изменения. В настоящее время представлены преимущественно серпентинитами, тела которых по представлению некоторых исследователей фиксируют крупные региональные надвиговые структуры. Однако в целом эпоха раннегосреднего ордовика сопровождается значительными объемами интрузивного магматизма.

В среднемпозднем ордовике в структурах Зауральской мегазоны (Троицкий район) на плечах рифтогенных структур формируются терригенные комплексы олигомиктовых и аркозовых песчаников с алевролитовыми сланцами, среди которых отмечаются прослои и покровы порфировых калиево-натриевых базальтов (увельская свита). Объем базальтов увеличивается вверх по разрезу, а состав их по петрохимическим параметрам отвечает ферробазальтам траппоидного типа.

В конце ордовика продолжалась интенсивная вулканическая деятельность, что привело к накоплению мощных фациально-неоднородных преимущественно вулканогенных толщ. В позднем ордовике активно формируются мафические интрузивные комплексы габбро, габбродолеритов (Катенинский массив и др.) и тесно с ними связанных пироксенитов. Под влиянием усиливающихся рифтогенно-геосинклинальных процессов в сиалических блоках ранней консолидации начинаются магматические процессы, которые привели к формированию массивов гранодиоритов, тоналитов и кварцевых диоритов, а также плагиогранитов (Уфалейский массив). Местами в наиболее жестких блоках отмечается образование глубинных расколов, вдоль которых формируются глубинные и мантийные интрузивные комплексы, включающие миаскиты и карбонатиты (ильменогорский комплекс).

В раннем силуре продолжаются активные рифтогенно-геосинкли-нальные процессы. Мощная вулканическая деятельность приводит к накоплению дифференцированных по составу известково-щелочных вулканогенных толщ, среди которых устанавливаются натриевые бальзаты, андезибальзаты, андезиты, переслаивающиеся с углисто-кремнистыми сланцами и известняками. Продолжение вулканических процессов в позднем силуре и раннем девоне обусловило накопление и на этом возрастном уровне мощных вулканогенных и вулканогенно-осадочных комплексов. Широкое проявление магматических процессов выражается в формировании на этом возрастном уровне среди вулканогенных толщ дифференцированных габброидных и габбро-гранитоидных интрузий, массивов плагиогранитов. В большинстве случаев это комагматичные вулкано-плуто-нические комплексы, образующие своеобразные тектоно-магматические структуры центрального типа.

В целом к началу девонской эпохи на характеризуемой площади сложилась достаточно зрелая кора, строение которой отличалось большой сложностью, вызванной быстрыми фациальными перепадами, развитием активных конседиметационных вулкано-плутонических структур, метаморфическими преобразованиями и деформациями. Завершение этого цикла уралид, отвечающих позднекаледонскому циклу, в позднем лудловераннем девоне прошло по типу частной стабилизации подвижного пояса, которое привело к активным процессам орогении [92].

Новый (варисский) тектоно-магматический цикл развивался в целом унаследованно предшествующему. Начиная в основном со среднего девона на площади листа в локальных активных рифтогенно-геосинклинальных структурах формируются мощные вулканогенные толщи, отвечающие по составу формациям типичных начальных стадий тектоно-магматического развития и с дальнейшим образованием всего последующего вертикального базальтоидного формационного ряда от недифференцированных базальтов до дацитов и риолитов в вулканическом и плутоническом проявлениях.

В позднем девоне происходит отчетливая стабилизация с последующей магматической активизацией в условиях квазиорогенного тектонического режима. В этих условиях формируются дифференцированные базальт-андезитовые вулканогенные комплексы с повышенной общей щелочностью. Квазиорогенный вулканизм сопровождается образоваием малоглубинных субвулканических и плутонических тел габброидов, умеренно-щелочных габброидов, монцодиоритов, сиенодиоритов, умеренно-щелочных гранитов и граносиенитов.

Усиление тектонических движений отмечается в начале каменноугольной эпохи, которое сопровождается накоплением грубообломочных терригенных отложений с последующим режимом формирования субконтинентальных угленосных последовательностей. В восточных структурно-фациальных зонах и в Зауралье в это время начинают формироваться активные вулкано-плутонические структуры и целые пояса вулканогенных непрерывно дифференцированных комплексов. В целом предорогенная эпоха раннего карбона характеризуется началом гранитоидного сиалического интрузивного магматизма с образованием массивов гранодиоритов, тоналитов и биотитовых калиево-натриевых гранитов. Специфические условия жизни жестких блоков ранней стабилизации приводят к формированию на границах "микроконтинентов" монцодиорит-граносиенитовых интрузивных комплексов, генотипом которых является на Урале степнинский комплекс. Завершение этого специфического интрузивного магматизма приводит к формированию лейкократовых двуслюдяных порфировидных гранитов, образующих малые тела поздней интрузивной фазы комплексов этого типа, а иногда и самостоятельные массивы (Султаевский). В раннемсреднем карбоне формируются субвулканические комплексы риолитов и риодацитов с малыми телами гранит-порфиров и граносиенит-порфиров (урукульский комплекс). Для пород характерно повышенное содержание окиси калия с образованием ультракалиевых разностей.

Собственно орогенная эпоха варисского тектоно-магматического цикла начинается с формирования грубообломочных терригенных отложений молассоидного типа, датированных среднимпоздним карбоном. Отложения этой эпохи на площади листа имеют небольшое распространение, а осложнений собственно орогенной молассы пермского возраста в восточной части листа не установлено. Это обстоятельство свидетельствует о локализации здесь отложений орогенной эпохи в межгорных долинах при отсутствии крупного бассейна седиментации в отличие от условий западного склона Урала. Однако в интрузивном выражении орогенная эпоха представлена полным набором гранитоидного сиалического магматизма с формированием гранитов, адамеллитов и гранодиоритов среднего - позднего карбона, биотитовых и двуслюдяных гранитов ранней перми и лейкократовых гранитов поздней перми (кременкульский комплекс).

Типичная посторогенная триасовая эпоха тафрогенеза привела к накоплению терригенных осадков и дифференцированных траппов туринской серии, отложения которой выполняют грабенообразные линейные структуры и относительно широкие мульды в восточной части листа. Развитие и усиление континентального режима приводит к накоплению типичных континентальных пестроцветных терригенных отложений позднего триаса (челябинская серия), с которыми связана промышленная угленосность.

Платформенный режим с формированием площадных кор выветривания устанавливается на площади в мезозойскую эпоху. Плитная стадия платформенного режима определяется началом эпиконтинентальной морской трансгрессии позднего мела, которая привела к накоплению мелководных терригенных отложений мысовской, мугайской, уватской, зайковской и фадюшинской свит и их аналогов. Морской режим холодного "арктического" бассейна устанавливается на территории со среднего палеогена. В эоценолигоценовую эпоху здесь образуются достаточно мощные терригенные комплексы талицкой, серовской, ирбитской, чеганской и куртамышской свит.

В миоцене и плиоцене происходит общее поднятие региона, на фоне которого формируется разветвленная речная сеть, аллювиальные образования которой фиксируются отложениями светлинской и кустанайской свит.
Полезные ископаемые

Территория листа “Уфа” насыщена разнообразными полезными ископаемыми, однако размещение их как по видам, так и по количеству крайне неравномерно. Здесь располагаются крупные центры добычи и переработки минерального сырья России: Уфа, Челябинск, Магнитогорск, Стерлитамак, Салават, Златоуст, Нефтекамск, Туймазы, Ишимбай, Бакал, Сатка, Копейск, Коркино, Учалы, Сибай, Белорецк и др.