Аллювиальные фации Донецкого угленосного бассейна
Фация песчаных осадков русла. Эта фация представлена преимущественно песчаниками, от мелко- до крупнозернистых с подчиненным значением разнозернистых гравелитов, реже конгломератов. Разнозернистые песчаники характеризуются, как правило, ритмической сортировкой материала. Состав их полевошпатово-кварцевый, присутствуют обломки горных пород. Содержание полевых шпатов обычно 15—20%, в редких случаях достигает 40—50%; содержание обломков горных пород непостоянно, чаще невысокое — менее 10%.
Среди обломков горных пород преобладают кварциты, различные сланцы, реже встречаются эффузивные, гранитоидно-пегматоидные или кремнистые породы; первичных слюд мало. Кварцевые зерна обычно не корродированы; полевые шпаты имеют различную сохранность— от свежих до разрушенных. Форма обломочных зерен угловатая и угловато-окатанная. Цемент, которого обычно мало, типа контактового или контактово-порового; по составу весьма разнообразный: глинистый (каолинитовый или гидрослюдистый), кремнистый, реже карбонатный, иногда представлен гидроокислами железа, часто состав цемента смешанный. В юго-западной части Донбасса и примыкающих районах его западного продолжения наблюдается увеличение количества обломков горных пород и цемента, имеющего здесь поровый, реже базальный тип и преимущественно каолинитовый состав.
Песчаники характеризуются крупной косой > однонаправленной (диагональной) слоистостью. Мощность косых серий обычно не более 0,7—1 м. В обнажениях можно видеть преобладающее падение косых слойков в одну сторону, что отвечает направлению течения реки. Однако в результате меандрирования русла угол падения косых слойков меняется, чем обусловливается возможность появления горизонтальнослоистых серий и даже серий с падением косых слойков в обратную сторону. Косая слоистость отчетливо выявляется вследствие закономерных изменений гранулометрического состава внутри серий: в пределах каждого косого слойка толщиной 1—2 см грубозернистый материал становится все более тонким по направлению от его подошвы к кровле (ритмическая сортировка). Наблюдаются также закономерные изменения гранулометрического состава самих серий, материал которых периодически то грубеет, то постепенно становится все более тонкозернистым; мощность таких ритмов порядка 2—5 м.
Наиболее характерно изменение материала от грубого до тонкозернистого в толще русловых отложений. Нижняя часть толщи русловых осадков сложена плохо сортированными крупнозернистыми песчаниками с гравием, линзами гравелита и конгломерата. Наряду с хорошо окатанными гальками кварца и перемытых карбонатных конкреций здесь содержатся плохо окатанные гальки и неокатанные обломки местного происхождения, свидетельствующие о размыве подстилающих пород. В изобилии встречаются растительные остатки, преимущественно крупные стебли, стволы и корни деревьев. По всем признакам эти осадки выражают пристрежневую часть русла и имеют небольшую мощность (обычно не более 2 м). По направлению к кровле материал становится более тонкозернистым.
Русловые отложения залегают на различных горизонтах подстилающих пород с неровным, отчетливо выраженным эрозионным контактом. В плане они имеют полосовидную форму, отвечающую ископаемым долинам. Мощность толщи руслового аллювия одного осадочного цикла обычно не превышает 20—25 м, но встречаются мощные толщи (до 100 м), представляющие собой результат наложения аллювиальных толщ нескольких циклов.
Аллювиальные отложения среднего карбона Донбасса ранее относились к отложениям временных потоков. Однако работами Геологического института АН Росси, в особенности наблюдениями над современными отложениями низовьев р. Дона, доказана принадлежность их к типичным русловым отложениям равнинных рек. Отложения русловой фации, наиболее развитые в свитах C2 и C26 московского яруса, приурочиваются к юго-западным и в меньшей степени — к юго-восточным районам Донбасса.
В нижнем карбоне юго-западной части Донбасса аллювиальные отложения имеют незначительное развитие лишь в намюрском ярусе. На площади западного продолжения Донбасса (Ново-Московский район) присутствие их констатировано также и ниже, в пределах продуктивной (самарской) свиты. Песчаные осадки русловой фации нижнего карбона отличаются повышенным содержанием обломков горных пород (до 30%, изредка до 60%) и весьма низким (обычно не >5%) содержанием полевых шпатов; местами присутствует много зерен каолинита. Обломки состоят главным образом из кремней, силицитов с фауной радиолярий, яшмовидных пород и кварцитов, т. е. из метаморфизованных осадочных пород, иногда весьма сходных с подстилающими породами нижнего визе, турне и девона. Характерны довольно существенные изменения минералогического состава на сравнительно коротких расстояниях.
Русловые отложения нижнего карбона отличаются в делом несколько меньшим содержанием грубообломочных пород, ограниченным развитием косой слоистости и нечеткостью ее вследствие слабого проявления ритмической сортировки материала, а также меньшей мощностью косых серий. Все эти особенности свидетельствуют с одной стороны о близости источника сноса, и с другой — об относительно слабом развитии речной сети и менее интенсивной динамике речных потоков.
Фация песчано-алевритовых осадков поймы. Эта фация включает отложения паводковых вод, стариц, пойменных озер, что обусловливает разнообразие генетических типов пород. Представлены они тонко-и мелкозернистыми песчаниками с подчиненными алевролитами и аргиллитами, залегающими всегда на русловых осадках и связанных с последними постепенным переходом, поэтому минералогический состав пойменных осадков в общем близок к русловым. Песчаники и алевролиты характеризуются почти чисто кварцевым составом, отсутствием обломков горных пород, незначительным содержанием полевых шпатов (всегда разрушенных), большим количеством цемента. Цемент обычно разнообразного типа, в том числе поровый и базальный, по составу — кварцево- или карбонатно-глинистый, часто с более или менее обильными гидроокислами железа. Сортировка материала средняя, иногда плохая. Аргиллиты состоят преимущественно из глинисто-слюдистых минералов, часто с примесью окислов железа и зерен кварца алевритовой размерности.
Для собственно пойменных отложений характерно чередование песчаников и крупнозернистых алевролитов, представляющих отложения паводковых вод, с относительно маломощными прослоями мелкозернистых алевролитов и аргиллитов.
Озерно-пойменные отложения преимущественно алеврито-глинистые с горизонтальной, волнисто-горизонтальной или лиизовидной слоистостью и большим количеством растительных остатков, в том числе хорошей сохранности (листья); характерно присутствие мелких сферосидеритов и кристаллов пирита. Пойменные осадки снизу вверх по разрезу постепенно сменяются отложениями болотной фации.
Как в среднем, так и в особенности нижнем карбоне пойменные отложения маломощны, повсеместно приурочиваются к русловым отложениям, завершая их развитие в пределах одного осадочного цикла.