Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Цикличность Угольных отложений Донецкого бассейна

05.04.2020

Циклическое строение угленосных отложений Донбасса общеизвестно. Периодически повторяющиеся в разрезе пласты углей и известняков, многократное чередование континентальных и морских фаций отражают непрерывные колебательные движения в течение всего времени накопления угленосной формации. При всей очевидности явления в целом понимание механизма формирования циклически построенных толщ, методика анализа, да и принципы выделения циклов у различных исследователей различны.

Геологи лутугинской школы исходили из положения, что в циклически повторяющихся комплексах пород наиболее четко индивидуализированными и выдержанными по площади являются наиболее мористые горизонты. Придавая циклам (комплексам, свитам) стратиграфическое значение, они проводили границы между ними по известнякам, т. е. по породам, отражающим момент максимальной трансгрессии в каждом цикле. Именно поэтому известняки играют основную роль в стратиграфической лестнице лутугинской схемы расчленения донецкого карбона.

Позднее, на первом этапе специальных литологических работ, в Донецком бассейне появился принципиально другой подход к изучению цикличности каменноугольной толщи. Н.В. Логвиненко и П.Ф. Ли, по существу, применялся один и тот же принцип совмещения нижней границы каждого цикла с основанием мощных грубозернистых песчаников, залегающих на подстилающих породах с резким контактом. Такие песчаники обычно являются речными, реже представляют собой выносы рек в прибрежные водоемы. Этот принцип выделения циклов, заимствованный из ранних работ американских ученых, в частности Уэллера, вследствие локального распространения аллювиальных отложений в бассейне предопределял неоднозначность выделения циклов в различных районах, лишая циклы коррелятивного, а тем более стратиграфического значения. Масштаб циклов, выделявшихся этими исследователями, различен. Большинство авторов выделяло крупные циклы, указывая, что на их фоне проявляется более мелкая цикличность.

Дальнейшее развитие литологических работ показало ошибочность подобного подхода к изучению цикличности. Сотрудники Геологического института АН России в результате многолетних детальных литологических исследований среднего карбона Донбасса пришли к выводам, сущность которых сводится к следующему.

Под циклом первого порядка ими понимается последовательность пород, отражающих закономерную смену фаций от наиболее мористых к все более прибрежным до континентальных включительно (регрессивный ряд, фаза, или часть цикла) и далее — снова к все более мористым (трансгрессивный ряд). При этом за начало цикла принимается начало регрессии, т. е. основание пород с отчетливыми признаками обмеления и приближения к берегу вслед за очередной трансгрессией. Такими породами обычно являются алевролиты относительно мелководных и более прибрежных участков моря, заливов или лагун. Формирование песчаных осадков аллювиальных фаций и связанной с ними фации речных выносов относится к значительно более позднему времени завершения регрессивного развития цикла и перехода к трансгрессивному. Поэтому, соблюдая условие совмещения начала цикла с началом регрессивной последовательности пород и фаций, континентальные песчаники чаще всего не принимаются за начало цикла.

В зависимости от преобладания той или иной фациальной обстановки циклы могут быть сложены различными фациями, что дает основание для классификации циклов по фациальному составу. При этом в название фациального типа удобнее всего вводить фации начала регрессии и конца трансгрессии (лагунно-морской тип и т. п.). По соотношению фаций регрессивной и трансгрессивной частей цикла все разнообразие фациальных типов циклов может быть сведено к трем группам: однородных, регрессивных и трансгрессивных циклов.

В трансгрессивных циклах последовательность фаций трансгрессивной части выражает более мористую обстановку по сравнению с фациями регрессивной части (лагунно-морской, озерно-заливной циклы). В регрессивных циклах наблюдается обратное соотношение фаций (морско-лагунный, заливно-лагунный циклы). В однородных циклах регрессивные и трансгрессивные последовательности фаций не выходят за пределы какой-либо одной обстановки (морской, лагунный циклы).

Разделение циклов по соотношению фаций имеет важное значение для анализа направленности процесса осадконакопления и выделения циклов высших порядков. В разрезе угленосных отложений как среднего, так и нижнего карбона циклы первого порядка группируются в закономерно построенные комплексы, в которых регрессивные циклы сменяются трансгрессивными. Каждый такой комплекс представляет собой цикл второго порядка, построенный аналогично циклу первого порядка. Нижняя регрессивная часть (фаза) цикла второго порядка сложена одним-тремя, редко более, регрессивными циклами первого порядка. К средней, переходной части цикла, выраженной чаще всего одним однородным циклом первого порядка, приурочена максимальная угленосность. Трансгрессивное развитие, завершающее цикл второго порядка, находит отражение в трансгрессивном характере элементарных циклов (первого порядка), слагающих его верхнюю часть, в которой обычно залегают устойчивые известняки.

Циклы второго порядка, выделенные в продуктивных свитах московского яруса, были прослежены на всей площади открытого Донбасса и использованы сотрудниками ГИН АН России в качестве опорных горизонтов при построении соответствующих палеогеографических карт. При этом оказалось, что в направлении от центральной части бассейна к его западной и юго-западной окраинам (Добропольский, Красноармейский районы), где разрез имеет сокращенную мощность, наблюдается совмещение мелких циклов. В юго-восточном направлении, в котором мощность осадков увеличивается, имеет место, наоборот, расщепление мелких циклов, при этом средняя мощность циклов первого порядка не изменяется.

Чередование регрессивных и трансгрессивных циклов второго порядка в вертикальном разрезе так же закономерно, как и циклов первого порядка, что позволяет выделить циклы третьего порядка. Аналогично могут быть выделены циклы четвертого и более высоких порядков.

Фациально-циклический анализ отложений среднего карбона, проведенный коллективом ГИН АН России на всей площади открытого Донбасса, позволил выделить циклы четырех порядков. Дальнейшие исследования нижнего карбона показали, что в разрезе угленосных отложений нижнего и среднего карбона выделяются циклы шести порядков и намечаются два цикла седьмого порядка, граница между которыми совпадает с границей между нижним и средним отделами карбона. Циклы шестого порядка по масштабу примерно отвечают ярусам, циклы пятого и низших порядков — более дробным подразделениям внутри ярусов. Выделение циклов разных порядков контролируется, помимо фациального состава, закономерным распределением в разрезе и на площади отдельных характерных пород, какими являются угли, известняки и аллювиальные песчаники, а также закономерным изменением мощностей мелких циклов и рядом других признаков. Выделенные таким путем крупные циклы составляют естественные комплексы, отражающие определенные этапы развития Донецкого прогиба.

Изучение разреза нижнего карбона выявило ряд существенных особенностей его циклического строения, отличных от строения среднего карбона. Важнейшей особенностью является исключительно малая мощность циклов нижнего карбона. Мощность циклов первого порядка в продуктивной толще нижнего карбона (в среднем 5—6 м) примерно в три раза меньше мощности аналогичных циклов в продуктивных свитах московского яруса среднего карбона. Эта особенность наряду с отмеченными выше особенностями фаций, обстановок и палеогеографии нижнего карбона свидетельствует о своеобразии геотектонического режима, существовавшего в прогибе в нижнекарбоновое время, что согласуется и со специфическими особенностями верхневизейских углей.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: