Геологическое описание Красноармейского угленосного района
Район сложен каменноугольными отложениями, почти на всей площади перекрытыми более молодыми осадками: в южной и центральной частях района только кайнозойскими мощностью 20—50 м; в северной еще триасовыми и юрскими, в связи с чем суммарная мощность покрова постепенно увеличивается, достигая у северной границы площади 520 м.
Каменноугольные отложения представлены всеми свитами среднего карбона и нижними свитами верхнего карбона (рис. 171). Их выходы отмечаются отдельными островными обнажениями в долинах рек Волчьей, Казенного Торца, Бык и их притоков. Данные о литологическом составе свит приводятся в табл. 163.
Синонимика пластов Красноармейского угленосного района впервые была разработана А.А. Гапеевым, однако вследствие недостаточности исходных данных она оказалась несовершенной и в дальнейшем была подвергнута существенным изменениям. Новые уточнения для нижней части башкирского яруса и верхнего карбона внесены М.Л. Левенштейном.
Свита C21 характеризуется тем, что в ней влияние морских условий заметней, чем во всей вышележащей толще. Значительную роль в разрезе свиты играют известняки, количество пластов которых достигает 10—12. Наиболее выдержанными маркирующими горизонтами являются известняки F1 и F2. Первый из них прослеживается от р. Волчьей до р. Соленой; мощность его 3—8 м; севернее он расщепляется на несколько пачек. Известняк F2 имеет мощность 3—5 м. Несколько выше него прослеживается постоянный небольшой спутник. Толща песчаников мощностью до 25—30 м в почве угольного пласта f1 прослеживается на большей части площади района. Верхняя граница свиты проведена по гидрактиноидному известняку G1, который здесь ранее ошибочно обозначался индексом F21.
Для свиты C22 характерно отсутствие выдержанных карбонатных горизонтов, за исключением известняков G1 и G11 в ее основании. Угли в этой свите тоже крайне изменчивы, выдержан только пласт g1 в северной части района. Хорошими маркирующими горизонтами: являются три мощные толщи аргиллитов, которые соответственно залегают в кровле известняка G11 и над угольными пластами g1 и g2. Последние две из упомянутых аргиллитовых толщ включают прослои глинистых известняков G12 и G4. Толщи песчаников в свите C22 изменчивы по мощности и строению и не могут быть использованы для корреляции.
Свита C23 отличается развитием на значительных площадях очень мощных толщ аллювиальных песчаников, которые залегают на размытой поверхности подстилающих осадков. Песчаник H4Sh7 («подсмоляниновский») распространен в центральной части района, где его накоплению предшествовал размыв толщи с донецелловым известняком H4, который южнее и севернее площади размыва сохранил свой типичный: облик. В северной половине Красноармейского района выявлены мощные песчаники под угольным пластом h10, достигающие мощности 110 м и замещающие всю толщу от известняка H50 до пласта h10. Известняки в свите C23 неустойчивые, большей частью глинистые; наиболее характерными из них являются H4, Н50 с толщей глинистых сланцев в кровле и сближенные — H6 и H61. Пластов и прослоев углей отмечено 10, в том числе семь рабочих.
Свита C24 характеризуется слабой угленасыщенностью. Количество известняков колеблется от 5 до 7. Наиболее ярким горизонтом является известняк I1 с богатой фауной фораминифер. Хорошо прослеживается также известняк I3 с обилием водорослей Donezella.
Свита C25 в нижней части содержит большое количество песчаников. Весьма характерен «табачковый» песчаник, залегающий над известняком К1. Угленосность здесь ничтожна. В средней части, имеется значительное количество угольных пластов и прослоев изменчивой мощности и строения. Преобладают в этой части свиты алевролиты и только над водорослевым выдержанным известняком Кб и над известняком К7 прослеживаются толщи морских аргиллитов мощностью 15—20 м с карбонатными конкрециями. Песчаники здесь имеют подчиненное значение.
Для верхней части свиты, выше известняка K8, типичны мощные толщи светлых аркозовых, часто грубозернистых песчаников аллювиального происхождения.
Свита C26 включает наиболее продуктивные угольные пласты, на основе которых развивается шахтное строительство в районе. В свите отмечено 13 угольных пластов и прослоев, в том числе 11 рабочих. Нижней и верхней границами свиты являются мощные (2—5 м), богатые фауной, известняки L1 и M1; вся толща между ними практически лишена известняков; спорадически появляются в разрезе в виде песчанистых или глинистых прослоев известняки L6, L7 и L72. Нижняя треть свиты отличается мощным развитием песчаников, преимущественно грубозернистых, среди которых залегает угольный пласт I1. Средняя часть свиты, заключающая группу рабочих угольных пластов I21, I3, I4, I5, характеризуется тонким и частым переслаиванием алевритовых и глинистых пород. Верхняя треть свиты имеет очень изменчивое строение. Разрез ее изобилует мелкозернистыми песчаниками. Пласты углей — I7, I8, I81 — достигают местами мощности 2 м и более, затем расщепляются на отдельные пачки. Песчаники иногда замещаются алевролитами при резких переходах на небольших расстояниях. Все это затрудняет точную синонимизацию угольных пластов этой части свиты.
В свите C27 основные угольные пласты — m11, m2, m3, m4, m42 — приурочены к нижней части. В этой толще встречается несколько пластов известняков с фауной хорошей сохранности. Из них особенно характерным является известняк M3, залегающий в нескольких метрах ниже угольного пласта m3. Нижнюю часть свиты венчает мощный (до 5—6 м) сложного строения известняк М5, один из наиболее отчетливых маркирующих горизонтов всей среднекаменноугольной толщи Красноармейского угленосного района. Особенностью верхней части свиты C27 является наличие нескольких горизонтов пестроцветных аргиллитов, которые прослеживаются на довольно значительных площадях. Известняки редки и представлены глинистыми разновидностями. Угленосность заметно снижается.
Свита C31 в основании содержит группу сближенных маломощных (0,05—0,3 м) прослоев известняков, соответствующих горизонтам N1 и N11. Нижняя часть свиты до известняков N15 и N16 лишена четких маркирующих горизонтов. Здесь отмечаются горизонты серых и пестрых аргиллитов, алевролитов и мелкозернистых песчаников. В северной части района в этой толще залегает угольный пласт n03, достигающий местами мощности более 0,45 ж. Известняки N16 с богатой фораминиферовой фауной и N2 с фауной брахиопод ограничивают 100-метровую толщу, в которой залегают угольные пласты n1, n11 и n12. Все три пласта достигают рабочей мощности только на небольшой площади в южной части района; в других местах они утоняются и их сопоставление затрудняется. Верхней границей свиты служит светлый известняк О1, который легко узнается в обнажениях по рекам Волчьей и Казенному Торцу.
Мезозой представлен отложениями триасовой и юрской систем. Мезозойские осадки развиты в северной части Красноармейского района, где они покрывают породы карбона с угловым несогласием. Мощность отложений мезозоя увеличивается постепенно к северу по мере погружения поверхности карбона и достигает 500 ж у северной окраины района.
Отложения триаса представлены чередующимися глинами и песчаниками. Песчаники светлые от мелко- до грубозернистых, слабо сцементированные, карбонатные, с большим количеством глинистого цемента; развиты они в нижней части толщи. В основании их местами залегают галечники. Глины и алевролиты в большинстве случаев пестроокрашенные. Мощность триасовых отложений до 190 ж. Палеонтологически они не охарактеризованы, но на основании литологических особенностей их относят к серебрянской и протопивской свитам.
На пестроцветах триаса несогласно залегают сероцветные континентальные отложения новорайской свиты J11+2, в которой встречаются один-два пласта бурого угля мощностью 0,6—0,8 м. На отложениях новорайской свиты залегают преимущественно глинистые морские отложения тоарского и ааленского ярусов. В основании тоарского яруса выделяется горизонт тонкоотмученных монтмориллонитовых глин мощностью до 20 м. Суммарная мощность юрских отложений достигает 150 м, а у северной границы, где появляются отложения байоса, даже 300 м.
Палеогеновые отложения залегают на породах карбона или мезозоя с угловым несогласием. Выражены они осадками бучакского и киевского ярусов эоцена, харьковского яруса олигоцена, отложениями полтавской свиты. Разрез бучакского яруса сложен темно-серыми и бурыми тонко- и мелкозернистыми кварцевыми песками мощностью от 1,5 до 20 м. На песках бучакского яруса залегают пылеватые опоковидные глины киевского яруса, светло-серого в сухом и зеленоватосерого цвета в мокром виде. Их мощность достигает 13 м. Эоценовые отложения распространены только в северной части района. Породы харьковского яруса обнажаются по долинам рек Гнилуши, Бык, Волчьей и Казенного Торца и представлены глауконитовыми глинами, глауконитовыми и железистыми песками и опоками. Мощность харьковских отложений достигает 15 м. Полтавская свита выражена белыми и желтыми кварцевыми песками, часто содержащими прослои белых и серых глин, линзы грубозернистых железистых песчаников и мелкозернистых сливных кварцитов. Нижние горизонты песков нередко обводнены и поэтому приобретают характер плывунов. Мощность полтавских отложений 20 м.
Неогеновые отложения встречаются изолированными островками в западной и юго-западной частях района в виде серых и зеленых гипсоносных глин и песков сарматского яруса.
Четвертичные красно-бурые глины и вышележащие лёссовидные суглинки мощностью обычно порядка 10—20 м, увеличивающейся местами до 50. м, почти сплошным чехлом покрывают площадь района.
Тектоническое строение района определяется положением его в пределах обширной моноклинали юго-западного крыла Кальмиус-Торецкой котловины. Основное простирание пород северо-западное; в южной части района (Кураховка) наблюдается небольшой плавный дугообразный изгиб, в связи с чем простирание их здесь имеет меридиональное направление. Направление падения пород соответственно изменяется от восточного на юге до северо-восточного в центральной и северной частях района. Падение пород пологое, углы падения обычно от 3—4 до 12—15° (рис. 172).
Моноклиналь Красноармейского района относится к наиболее спокойным крупным структурным элементам Донбасса. Дополнительные складки второго порядка получили здесь незначительное развитие. Можно указать только на одну совершенно нетипичную для района структуру — Волчанский купол, отчетливо очерченный выходами порот свиты C23 и горными работами мелкой шахты 47 по пласту h1 в висячем крыле Селидовского надвига близ хутора Волчанского, у южной окраины района. Размеры его небольшие — 0,5х1,5 км. Отражением этой складки является пологая флексура, которая фиксируется в северной части полей Кураховских шахт по резкому изменению простирания пластов свит C25—C26 с меридионального на широтное (на отрезке около 3 км) и затем опять на меридиональное.
Из прочих пликативных нарушений можно еще назвать широтную Новогродовскую флексуру в свитах C22—C24 и флексурный перегиб в верхнем карбоне южнее с. Золотого Колодца. Эти флексуры могут рассматриваться только как второстепенные детали на общем моноклинальном фоне.
Значительно более интенсивны проявления разрывной тектоники. Основными нарушениями в районе являются надвиги субмеридионального направления, главные из них: Селидовский, Центральный, Красноармейский, Самарский. Все они секут породы карбона в направлении, диагональном по отношению к простиранию пород, и обладают рядом общих черт: падение сместителей довольно пологое на восток, углы падения 20—40° (круче падения пород на 12—25°), вертикальные амплитуды главных надвигов порядка 150—300 м.
Все перечисленные выше нарушения в северном направлении несколько дугообразно отклоняются к северо-востоку, удаляясь друг от друга, причем в ряде случаев появляются дополнительные апофизы, из числа которых наиболее крупными являются Мерцаловский, Добропольский и Криворожский надвиги. В южном направлении наблюдается сближение надвигов и последовательное их слияние. Таким образом, вся система субмеридиональных надвигов имеет в целом вид пучка, разветвляющегося в северном направлении.
Кроме доминирующей системы надвигов, в Красноармейском угленосном районе в последние годы горными работами выявлено несколько нарушений типа нормальных сбросов (Добропольский, Новогродовский) и мелкоамилитудные разрывы. Добропольский сброс рассекает на две части поле шахты 3 «Доброполье» почти в широтном направлении; амплитуда его 50—80 м; угол падения сбрасывателя 65° на север. Новогродовский сброс также имеет простирание, близкое к широтному, и северное крутое падение сбрасывателя с амплитудой разрыва 50—60 м.
Особо следует остановиться на Криворожско-Павловском сбросе, имеющем в смежном Южно-Донбасском районе амплитуду около 3000 м, заметно убывающую к северу. В пределах Красноармейского угленосного района на р. Бык, где Криворожско-Павловским сбросом разорваны породы свит C21 и C22, амплитуда смещения не превышает 400 м. Полоса, примыкающая к этому сбросу, с многочисленными сопутствующими разрывами и местами крутыми подгибами пород (до 45°) является наиболее сложной на площади Красноармейского района. В пределах свит C23—C24 общая амплитуда Криворожско-Павловского сброса уменьшается, однако не выяснено, затухает он здесь или продолжается в северо-западном направлении. Возможно, этот сброс сочленяется с Ново-Александровским сбросом, по которому проводится западная граница Красноармейского района. Последний еще недостаточно изучен. Он подсечен только одной скв. 1798, в которой в интервале между известняками M1 и M5 выпадает 100-метровая толща пород. Ново-Александровский сброс некоторыми исследователями рассматривается как продолжение Межевского сброса, установленного на смежной площади развития нижнекарбоновых осадков.
В пределах основных угленосных свит C25—C27, между упомянутыми выше главными субмеридиональными надвигами, расположены крупные блоки, имеющие 10—30 км по простиранию и не осложненные разрывными дислокациями.
На картах и в разрезах можно отчетливо наблюдать разрывы мезозойских отложений Самарским и Криворожским надвигами (рис. 173). Скважина 29 на р. Самаре (по материалам Б.С. Ковалева) пересекла породы триаса в опущенном крыле Самарского надвига под каменноугольными отложениями висячего крыла. Таким образом, можно говорить о наличии молодых, скорее всего ларамийских, постумных смещениях в Красноармейском угленосном районе.
