Складчатые структуры Карагандинского угольного бассейна

В пределах внутренней части Карагандинского бассейна выделяются три синклинали (с запада на восток): Шерубайнуринская, Карагандинская и Верхнесокурская, которые разделены соответственно Алабасской антиклиналью и Майкудукским поднятием. Площадь развития основных продуктивных свит (карагандинской и долинской) ограничивается первыми двумя синклиналями. По западному борту Майкудукского поднятия проходит Майкудукский разлом амплитудой 3—4 км, во всех отношениях являющийся подобием Тентекского. Породы продуктивной толщи падают вблизи него так же круто, причем залегание их тоже не осложнено вторичной складчатостью и дополнительной разрывной тектоникой. Отличие заключается только в том, что плоскость Майкудукского разлома падает не на запад, а на восток. Таким образом, он является как бы зеркальным отображением Тентекского разлома.

Учитывая характер Майкудукского и Тентекского разломов, можно прийти к заключению, что Карагандинский бассейн имеет рифтовую структуру. Интересно, что последняя свойственна также Самарской и Завьяловской грабен-синклиналям, которые правильнее, очевидно, называть рифт-синклиналями. По-видимому, данный тип отрицательных структур вообще характерен для Карагандинского синклинория.

Шерубайнуринская синклиналь. В пределах этой синклинали расположены Тентекский и Шерубайнуринский угленосные районы. Она занимает крайнюю западную часть Карагандинского бассейна и представляет собой сложную асимметричную, суживающуюся к северу складку, вытянутую в меридиональном направлении. В плане форма ее приближается к равнобедренному треугольнику с закругленными углами. На западе она ограничена Тентекским разломом, на востоке отделяется от Карагандинской синклинали Алабасской антиклиналью. Длина ее 55 км, ширина в средней части 25 км. Общая площадь синклинали более 1500 км2. Шерубайнуринская синклиналь является наиболее глубокой складкой бассейна, поэтому здесь сохранился от размыва самый полный разрез угленосной толщи карбона. Общий характер строения синклинали напоминает сундучную складку (с крутыми крыльями и пологим волнистым залеганием пород в центральной части), которая осложнена более мелкими брахисинклинальными и брахиантиклинальными складками. В северной половине синклинали выделяются Тентекская и Долинская мульды, разделяющиеся между собой Долинской антиклиналью, осложненной Шерубайнуринским взбросом. Еще севернее проходит поперечная Манжинская антиклиналь, отделяющая их от Молодецкой мульды, отвечающей самой северной оконечности синклинали. В пределах южной части синклинали имеются незначительные по размерам Дельдельская, Kapaгогская и Колпакская мульды.

Крылья Шерубайнуринской синклинали сложены нижними продуктивными свитами — ашлярикской и карагандинской, которые на западном крыле сохранились лишь частично, будучи почти повсеместно срезаны Тентекским разломом. Залегание пород вблизи разлома крутое, но спокойное.

Северное крыло синклинали (Манжинекий участок) отличается моноклинальным падением пород под углом 15—30° в западной части и 30—50° — в восточной. В последнем случае его строение осложняется многочисленными разрывными нарушениями типа согласных взбросов и вторичной складчатостью.

Строение северо-восточного крыла резко усложняется в южном направлении. На севере оно характеризуется выдержанным простиранием пород и равномерным падением под углом 25—50°; разрывных нарушений немного. Тектоника южной половины крыла обусловлена резким тангенциальным давлением с юга, в связи с чем здесь постепенно возрастает количество разрывных нарушений и дополнительных складок. Крупные нарушения принадлежат к согласным взбросам широтного простирания, падающим на юг под углом 25—50° при амплитуде смещения до 200—300 м.

Максимальной сложностью отличается строение южного крыла Шерубайнуринской синклинали. На всем его протяжении породы аккудукской, ашлярикской и карагандинской свит собраны в продольные — широтные и субширотные — антиклинальные и синклинальные складки с изогнутыми осевыми линиями. Амплитуда складок колеблется в пределах 100—400 м. Их крылья гофрированы более, мелкой складчатостью. Характерным является тенденция к опрокидыванию складок на север и осложнение их частыми продольными разрывами преимущественно взбросового характера с большой амплитудой перемещения (рис. 13). Некоторые из взбросов, увеличиваясь в размерах, переходят в надвиги. Кроме крупных разрывных нарушений имеется значительное количество более мелких, которые фиксируются сильной перемятостью пород и угольных пластов, а также наличием зеркал скольжения. В северном направлении интенсивность дислокаций постепенно уменьшается: складки увеличиваются в размерах, количество дизъюнктивных нарушений резко сокращается, и породы надкарагандинской свиты залегают уже значительно спокойнее.

Наиболее крупные мульды Шерубайнуринской синклинали — Тентекская и Долинская — разделены меридиональной Долинской антиклиналью, затухающей в северном направлении. Поэтому северные их части контактируют непосредственно по Шерубайнуринскому взбросу, который является самым крупным разрывным нарушением внутренней части Карагандинского бассейна. Он хорошо прослежен скважинами в пределах Долинской и Тентекской мульд. Простирание его меридиональное с отклонением на севере и на юге к западу; падение западное под углом 35—45°. Он как бы окаймляет с востока Тентекскую мульду, которая сорвана по нему и надвинута на западную часть Долинской мульды. Максимальная амплитуда вертикального перемещения по этому разлому достигает 500—600 м. Прилегающие к нему участки Тентекской и Долинской мульд сильно нарушены. В южном направлении амплитуда Шерубайнуринского взброса заметно уменьшается и он затухает на широте Карагогской мульды.

Тентекская мульда, в пределах которой расположен одноименный угленосный участок, занимает северо-западную часть Шерубайнуринской синклинали. С запада она ограничена Тентекским, а с востока — Шерубайнуринским взбросами. Площадь ее около 150 км2. Мульда представляет собой наиболее глубокую синклинальную складку бассейна и поэтому в ее сложении участвуют все верхние свиты — долинская, тентекская и шаханская. Общая мощность слагающих ее пород карбона почти 4 км. Тентекская мульда имеет асимметричное строение и несколько вытянута в юго-западном направлении. Длина ее (по подошве долинской свиты) 15 км, ширина 10 км. Западное крыло, несмотря на крутое и местами даже опрокинутое залегание пород, нарушено слабо. На южном крыле породы имеют волнистое залегание с углами падения 5—20°. Как здесь, так и на северном крыле, где породы падают под углом 35—4-0°, крупных разрывных нарушений не наблюдается; амплитуда имеющихся разломов 30—40 м. Сложнее построено восточное крыло мульды, характеризующееся наличием дополнительной складчатости и разрывных нарушений с амплитудой 150— 300 м (например, Шаханский сбросо-сдвиг). Углы падения пород 20—25°. Вторичная складчатость в пределах мульды в целом имеет слабое развитие.

Долинская антиклиналь расположена юго-восточнее Тентекской мульды и вытянута в субмеридиональном направлении. На карте градиентов силы тяжести ей отвечает гравитационный выступ. По данным сейсморазведки, протяженность антиклинали 9 км, ширина 1,5—3 км. В ее строении принимают участие породы надкарагандинской свиты. Восточное крыло структуры имеет довольно простое строение; в его пределах породы падают под углом 10—15°. Сводовая часть антиклинали осложнена дополнительной мелкой складчатостью, при этом углы падения пород увеличиваются до 30—45°, достигая вблизи тектонических нарушений 75°. По западной части структуры проходит Шерубайнуринский взброс, вблизи которого породы сильно дислоцированы: углы падения 45—75°.

Долинская мульда, в пределах которой расположены Kapaжаро-Шаханский и Долинский угленосные участки, имеет также меридиональное простирание и погружается в северном направлении. Западное крыло ее срезано Шерубайнуринским взбросом. Длина мульды (по подошве долинской свиты) 20 км, ширина 4—6 км. Общая площадь ее 100 км2. В осевой части мульды под кайнозойские осадки выходят в основном породы средней подсвиты долинской свиты; крылья сложены нижними горизонтами последней. Для Долинской мульды характерны пологие углы залегания пород (5—15°, редко 25—30°) и мелкая вторичная складчатость. Строение северной и южной частей мульды различное. Северная половина резко асимметрична. Она характеризуется наличием только восточного крыла и выглядит как бы повторением восточного крыла Тентекской мульды. Породы здесь собраны в дополнительные меридиональные складки, разорванные на ряд блоков. Большинство разрывов имеет западное падение. В южной части синклинали сохранилось западное крыло, осложненное дополнительной складчатостью. Среди тектонических нарушений преобладают согласные взбросы с амплитудой 50—100 м; протяженность их несколько километров.

Дельдельская, Карагогская и Колпак с кая мульды расположены к югу от Тентекской и Долинской мульд и представляют собой небольшие брахисинклинальные складки протяженностью 3—4 км при ширине 2 км. Средняя часть их слагается нижней подсвитой долинской свиты, а крылья — надкарагандинской свитой. Дельдельская мульда в связи с близостью к Тентекскому разлому является асимметричной складкой с пологим восточным крылом, на котором углы падения пород составляют 15—20°, и крутым, местами опрокинутым западным крылом. Углы падения пород, слагающих Карагогскую и Колпакскую мульды, изменяются в пределах 15—35°. Средняя часть Карагогской мульды рассекается разломом северо-восточного направления; южное крыло Колпакской мульды обрезается широтным разрывным нарушением.

Дельдельская антиклиналь граничит с востока с одноименной мульдой и имеет северо-западное простирание. Складка асимметричная: восточное крыло пологое (углы падения пород 8—10°),западное более крутое (15—20°).

Сасыккольская антиклиналь, осложняющая юго-западное крыло Шерубайнуринской синклинали, соответствует северной части Сасыккольского угленосного участка. Она расположена в районе одноименного озера. Длина складки 10 км, ширина до 6 км. Ось ее вытянута в северо-восточном направлении. Сасыккольская антиклиналь в какой-то степени является юго-западным продолжением Долинской антиклинали. Ядро ее сложено породами ашлярикской и карагандинской свит, которые смяты в более мелкие складки, представляющие собой широкие (до 1—1,5 км) коробчатые по форме антиклинали и разделяющие их узкие (0,3—0,5 км) синклинали. В сложении крыльев Сасыккольской антиклинали принимают участие отложения надкарагандинской свиты.

Молодецкая мульда находится на крайнем северо-западе Шерубайнуринской синклинали. Она имеет северо-западное простирание и сложена породами ашлярикской и аккудукской свит. На крыльях выходят отложения турнейского и фаменского ярусов. Западное крыло осложнено Тентекским разломом. Размеры мульды 6х18 км.

Манжинская антиклиналь имеет северо-восточное простирание и разделяет Тентекскую и Молодецкую мульды. В ядре ее выходят отложения фаменского и турнейского ярусов, а по крыльям — породы аккудукской и ашлярикской свит. Углы падения пород на крыльях пологие. Размеры структуры 6х10 км.

Алабасская антиклиналь. Она отделяет Шерубайнуринскую синклиналь от Карагандинской и протягивается в северо-западном направлении на 30 км. В ядре антиклинали на юго-востоке выходят отложения ашлярикской свиты, а на северо-западе — породы турнейского яруса и нижневизейского подъяруса. Крылья сложены карагандинской свитой. Складка асимметричная: падение пород на ее юго-западном крыле 10—15°, а на северо-восточном 40—70°. Южная часть Алабасской антиклинали отличается весьма сложным тектоническим строением, особенно на участках сопряжения с южным бортом бассейна. Серией широтных ступенчатых взбросов с амплитудой перемещения до 300 м она разбита здесь на параллельные блоки. К северу вторичная складчатость ослабевает, уменьшается количество разрывных нарушений, простирание которых постепенно меняется с широтного на северо-западное. У северного обрамления бассейна Алабасская антиклиналь сопрягается с Саранским выступом, сложенным девонскими эффузивными породами. Далеко вклиниваясь в северное крыло бассейна, этот выступ разобщает северные части Шерубайнуринской и Карагандинской синклиналей.

Карагандинская синклиналь. Эта структура занимает среднюю часть Карагандинского бассейна, между Алабасской антиклиналью на западе и Майкудукским поднятием на востоке. В промышленном отношении ей отвечает Карагандинский угленосный район. В плане синклиналь имеет форму почти треугольника с основанием, обращенным на юго-запад. Протяженность синклинали с юго-запада на северо-восток 35 км при ширине в среднем около 25 км; общая площадь немногим меньше 900 км2. Ось складки погружается к юго-западу. Синклиналь имеет пологое северо-западное крыло и крутые южное, юго-западное и юго-восточное крылья. На глубине около 1000 м крылья резко выполаживаются, вследствие чего синклиналь приобретает в разрезе сундучную форму и на значительной ее части залегание пород является пологим. Нижние продуктивные свиты — ашлярикская и карагандинская —слагают крылья синклинали, а надкарагандинская — с поверхности внутреннюю ее часть; в самом центре — на участке наибольшего погружения — распространены породы долинской свиты, образующие здесь Дубовскую мульду.

Северо-западное крыло синклинали, на котором расположены почти все действующие шахты Промышленного и Саранского угленосных участков, характеризуется простым строением. Углы падения пород в западной части крыла 10—20°, а в восточной 5—10° (рис. 14). Залегание пород осложнено мелкой вторичной складчатостью, более интенсивно проявленной в западной части. При этом вторичные складки имеют мягкие волнообразные очертания. Имеются тектонические разрывы, в большинстве продольные, также распространенные преимущественно на западе. Среди них преобладают согласные взбросы, реже встречаются согласные и несогласные сбросы. Поперечные нарушения отмечаются реже и по размерам незначительны. Амплитуда наиболее крупных разрывов редко превышает 100—150 м; протяженность их 4—6 км и более.

Юго-западное крыло синклинали (прилегающее к Алабасской антиклинали и отвечающее Алабасскому угленосному участку) сопрягается с северо-западным и южным крыльями Карагандинской синклинали почти под прямым углом. Погружение его крутое: в северной части под углом 20—40°, в южной — 50—70°. Разрывные нарушения представлены крутопадающими согласными взбросами, которых довольно много в южной части крыла, где они имеют почти широтное простирание; амплитуда их колеблется от 50 до 200 м. Вторичная мелкая складчатость пород также наиболее сильно проявлена на юге. По мере удаления на север количество разрывных нарушений уменьшается и простирание их постепенно меняется на северо-западное.

Южное крыло Карагандинской синклинали (Талдыкудукский угленосный участок) имеет очень сложную тектонику вследствие близости к Жалаирскому надвигу. Падение пород крутое и опрокинутое. Многочисленные вторичные складки сильно сжаты с боков и осложнены разрывными нарушениями различного типа и простирания, среди которых преобладают, однако, продольные. Падение плоскостей сбросов южное под углом 40—90°; вертикальная амплитуда их до 500— 600 м. Средняя часть крыла осложнена Tалдыкудукской мульдой, имеющей сложную конфигурацию. Северное ее крыло характеризуется пологим залеганием пород и сравнительно небольшим количеством разломов. Падение пород на южном крыле часто крутое, местами опрокинутое. Крыло разбито системой ступенчатых взбросов.

Юго-восточное крыло Карагандинской синклинали имеет в среднем азимут простирания 35°, причем самая северная, хорошо изученная его часть протягивается в почти меридиональном направлении. Падение пород в этой части крыла крутое (60—80°), но на глубине около 300 м резко выполаживается. Дополнительные складки здесь отсутствуют, но встречено несколько крупных поперечных сбросов северо-западного простирания с юго-западным падением сбрасывателей. Остальная (преобладающая) часть юго-восточного крыла Карагандинской синклинали изучена очень слабо в связи с тем, что перекрыта мощной (до 350—400 м) толщей мезозойских отложений. Однако установлено, что падение пород здесь крутое (50—70°). С востока крыло на всем протяжении срезано крупным Майкудукским разломом меридионального простирания, имеющим восточное падение.

Дубовская мульда расположена в центральной части Карагандинской синклинали. Размеры ее 5х10 км. Она сложена породами долинской свиты. Длинная ось мульды вытянута в северо-восточном направлении и осложнена антиклинальным перегибом, разделяющим ее на две части. Падение пород на южном крыле достигает 30—40°, на других крыльях не превышает 10—20°. Разрывные нарушения сравнительно немногочисленны и чаще всего являются продольными взбросами. В пределах мульды расположен Дубовский угленосный участок.

Майкудукское поднятие. Оно является второй основной положительной структурой Карагандинского бассейна, имеет меридиональную ориентировку и отделяет Карагандинскую синклиналь от Верхнесокурской. Это поднятие, сложенное эффузивными породами нижнего — среднего девона, представляет собой выступ северного борта бассейна шириной 18 км. С запада оно срезается Майкудукским разломом. На востоке строение Майкудукского поднятия осложнено Коктальским взбросом и его северо-западным ответвлением, которые частью проходят в пределах выступа, а местами отграничивают его от более молодых отложений карбона и юры, выполняющих Верхнесокурскую синклиналь. В целом эти нарушения в какой-то степени близки по характеру к Майкудукскому взбросу, но плоскости их, видимо, падают к западу. В связи с этим Майкудукский выступ приобретает характер рампа. На юге он ограничивается Акжарским разломом и его ответвлением.

Южнее Майкудукского поднятия находится глубокий Акжарский прогиб, вытянутый в широтном направлении и соединяющий Карагандинскую и Верхнесокурскую синклинали. Ширина его 8—10 км. Максимальной глубины прогиб достигает в районе Акжарского разлома, где скв. 72 на глубине 841 м не достигла палеозойских отложений. По данным документации скважин, пробуренных южнее, можно предполагать, что осевая часть прогиба сложена породами ашлярикской свиты, а его крылья — более низких горизонтов карбона. По сравнению с Майкудукским поднятием породы в пределах Акжарского прогиба испытали погружение примерно на 2 км, а относительно Карагандинской и Верхнесокурекой синклиналей приподняты соответственно на 1,5 и 0,5 км. Таким образом, палеозойский Акжарский прогиб имеет форму как бы седловидной структуры.

Верхнесокурская синклиналь. Эта синклиналь сложена угленосными отложениями нижнего карбона и отвечает восточной части Карагандинского бассейна. Западной ее границей служат Майкудукское поднятие и Акжарский прогиб. В плане Верхнесокурская синклиналь имеет форму треугольника, длинная ось которого вытянута на 40 км в субширотном направлении. Площадь ее около 900 км2.

Наиболее изученными являются северная, восточная и юго-восточная части Верхнесокурекой синклинали. В юго-западной ее части палеозойские отложения погружены под мощными юрскими отложениями.

Центральная часть синклинали сложена породами ашлярикской свиты. На западном и северном крыльях породы турнейского и фаменского ярусов залегают спокойно. Вдоль всего южного крыла синклинали проходит крупный надвиг, в связи с чем породы карбона характеризуются крутым, а местами и опрокинутым залеганием. Это крыло синклинали осложнено вторичной складчатостью и расчленено на отдельные блоки многочисленными надвигами, взбросами и сбросами. Здесь породы аккудукской свиты по разломам контактируют с различными горизонтами девонских и каменноугольных образований. Общее погружение оси синклинали юго-западное.

Верхнесокурская синклиналь осложнена складками второго порядка: Борлысайской и Ельчинской мульдами и разделяющей их Кумыскудукской антиклиналью.

Борлысайская мульда отвечает северо-западной части синклинали. На западе она имеет юго-восточное простирание, которое далее на восток сменяется на широтное. Ось ее погружается в восточном направлении. Углы падения крыльев не превышают 20—30°. Основная часть складки сложена породами аккудукской свиты. В строении западного и северного крыльев принимают участие отложения турнейского и фаменского ярусов.

Кумыскудукская антиклиналь имеет небольшие размеры и быстро затухает в восточном направлении. Ядро ее слагается породами живет-франекого, фаменского и турнейского возраста.

Ельчинская мульда занимает южную часть Верхнесокурекой синклинали. Она вытянута в северо-восточном направлении и сложена породами ашлярикской свиты. Как осевая часть мульды, так и ее крылья разбиты рядом дизъюнктивных нарушений, из которых наиболее крупным является Акжарский взброс. К северу от этого нарушения на породы ашлярикской свиты налегает 400—450-метровая толща юрских отложений. К югу от Акжарского взброса ашлярикская свита во многих пунктах выходит на поверхность. На западе северо-западное крыло мульды упирается в Коктальский меридиональный взброс, а южное в виде узкой полосы прослеживается далее на запад, где срезается Акжарским взбросом. На северо-востоке мульда пересекается Кумыскудукским взбросом, разделяющим ее на два блока — восточный и западный. Восточный блок сложен породами нижней части ашлярикской свиты, мощность которой здесь не превышает 350 м. В пределах западного блока сохранился полный разрез этой свиты. Углы падения пород по северному крылу мульды колеблются в широких пределах — от 10 до 40°, редко до 60—70°. Южное крыло мульды почти на всем протяжении характеризуется опрокинутым залеганием пород с углами падения 75—90°. Породы, слагающие Ельчинскую мульду, отличаются значительной трещиноватостью, обилием зеркал скольжения и собраны в мелкие складки.