Геологическое описание Луганского угленосного района
В геологическом строении Луганского района принимают участие образования каменноугольного, мелового, палеогенового, неогенового и четвертичного возраста (рис. 216).
Каменноугольные отложения рассматриваемого района представлены осадками свит C22—C27 среднего карбона и частично свитой C31 верхнего карбона.
Свита C22 выходит на дневную поверхность в виде широкой полосы южнее границ Луганского района; в пределах описываемой площади естественные выходы ее можно наблюдать между поселками Михай-ловкой и Успенкой на территории Павловской синклинали и к югу от участка шахты «Центральная Белянка», где они слагают ядро небольшой антиклинальной складки.
Объектом разведки свита C22 являлась только на участке шахты «Центральная Белянка», где буровыми скважинами вскрывалась ее верхняя часть, содержащая рабочий угольный пласт g3. В полевом разрезе отчетливо выявляются известняки G1 и G2. Выше залегает очень слабо изученная толща кластических пород, среди которых преобладают глинистые и алевритовые сланцы.
Весьма характерным маркирующим горизонтом верхней части свиты C22 является мощный (около 60 м) песчаник, в основании которого залегает единственный рабочий пласт свиты g3. Этот и другие песчаники свиты C22 иногда имеют кварцитовидный облик. Общая мощность свиты C22 составляет около 650 м.
Свита C23 (максимовская) наиболее полно представлена на участках шахт Белянского месторождения и Успенской котловины; верхняя часть ее наблюдается в обнажениях обоих крыльев Черкасской синклинали. Известняк H1, являющийся нижним граничным горизонтом свиты, сохраняется только в разрезе восточной части Успенской котловины; в западной ее части он полностью отсутствует вследствие размыва, происшедшего на границе свит C22 и C23.
Разрез свиты представлен перемежающимися слоями песчаников,, преимущественно мелкозернистых, алевритовых и глинистых сланцев. Песчаниками наиболее богата средняя часть свиты. Для погребенных участков Луганского района очень характерно наличие мощного (местами свыше 100 м) песчаника, стратиграфически соответствующего известному в северной половине Донбасса «першинскому» песчанику. Угольных пластов и прослоев в свите около 20, из них рабочими являются 10.
Маркирующими горизонтами свиты C23 служат: песчаник, залегающий в основании свиты, известняки H1, H2, Н3 с нижележащими углями h3 и h2, известняк Н4 и угольный прослой h52, комплекс сближенных известняков и углей h61—Н5—h7—Н50, обе пачки «першинского» песчаника (Hs0SHe1), группа сближенных пластов углей h10, h101 и h11.
Мощность свиты C23 в среднем близка к 600 м.
Свита C24 (белокалитвенская) занимает периферийную часть района. Разрез ее сложен в основном песчано-глинистыми осадками, составляющими свыше 85% мощности. Мощность отдельных слоев песчаников, как правило, мелкозернистых и плохо выдерживающихся по простиранию, редко превышает 15—20 м, в среднем составляя около 10 м. Свита содержит до 15 известняков, но большинство их относится к маломощным и неустойчивым по простиранию. Наиболее выдержанными в разрезе являются известняки I1, I22, I3, I4 и I41; последний залегает над рабочим угольным пластом i31. Мощность свиты на участках северной части Луганского района в среднем составляет 240 м; к югу и востоку увеличивается до 280—300 м.
Свита C25 (каменская) выходит на поверхность на всем простирании обнаженного карбона Черкасской и Успенской синклиналей, а также хорошо изучена по большинству участков закрытой площади района. Для нее характерно наличие среди переслаивающихся глинисто-песчанистых толщ мощных слоев песчаников и известняков. Большинство известняков благодаря постоянству и значительной мощности служат хорошими маркирующими горизонтами: K1, K2, K6, К7, K8 и К9. Особенно характерными являются известняки K8 с колониями кораллов Donophyilum reticulatum Fom и К7 с брахиоподами Buxtonia juresanensis.
К опорным горизонтам свиты C25 относятся также песчаники «табачковый» (K1SK2), «лисий» (K2SK3) и «рубежный» (K9SK74). Характер песчаников свидетельствует о крупных внутриформационных размывах. Так, в северо-восточной части района отсутствуют угольные пласты k2 и k21, а также известняк К3. Их стратиграфическое место заняла возросшая до 70 м и более толща «лисьего» песчаника, в которой хорошо фиксируются пояски конгломерата и галька карбоновых пород, обрывки полуобуглившейся растительной ткани и другие признаки аллювиального размыва. С внутриформационным размывом связано также отсутствие в центральной части северного крыла Луганской котловины известняка L1; в этом случае граница между свитами C25 и C26 условно проводится среди песчаника, залегающего между известняком К9 и углем l0.
Свита содержит около 24 угольных пластов и прослоев, из них рабочими для района являются 14. Мощность свиты закономерно возрастает с севера на юг и с запада на восток от 370 до 500 м.
Свита C26 (алмазная) слагает центральные части синклиналей Луганского района. Наряду с предыдущей, она является наиболее угленасыщенной и заключает около 14 угольных пластов и прослоев, из которых к числу рабочих относятся 10. Разрез свиты сложен преимущественно аргиллитами и алевролитами с частыми, но относительно маломощными прослоями известняков. Маркирующими горизонтами свиты являются известняк L1 с нижележащим углем k8, известняк L2 и угли I1, I0, известняк L4 и уголь I3, известняк L5 и уголь I4, известняки L6, L7 и группа сближенных пластов углей I7, I8, I81, I82, залегающих между известняками L7 и Мь Мощность осадков свиты C26 колеблется от 230 м на севере района до 360 м в пределах Успенской котловины.
Свита C27 (горловская) занимает донную часть синклинальных складок района. Для нее характерно наличие многочисленных мощных известняков, как правило, окрашенных в светлые, почти белые тона, что служит их общим отличительным признаком. Свита содержит также значительное количество песчаников, из которых по мощности и устойчивости выделяются песчаники, залегающие между известняками M1—M2 и M8—M10.
Угольных прослоев в свите насчитывается до 14; рабочей мощности достигают семь.
Маркирующими горизонтами свиты являются известняки M1 и M2 с песчаником между ними, известняки M3, M5, M6, M7, M71, известняк M8 с вышележащим песчаником, известняк М10. Особенно отчетливо выделяются мощные (до 10 м) сближенные известняки M5 и M6. Мощность свиты C27 в среднем близка к 420 м.
Свита C31 (исаевская) на большей части площади района отсутствует, сохранившись от размыва лишь в наиболее опущенных местах синклиналей.
Она сложена глинисто-песчанистыми слоями с довольно большим количеством песчаников и известняков; среди последних как маркирующий горизонт выделяется кремнистый известняк N1. Рабочих угольных пластов свита, по-видимому, не содержит. Лишь угольный прослой n11 достигает мощности 0,45 м в западной части Луганского района. Мощность вскрытого в районе стратиграфического интервала свиты (известняк N1 — известняк N3) составляет 390 м.
Литологический состав свит приведен в табл. 243 (по Луганской котловине).
Мезо-кайнозойский покров в Луганском районе представлен образованиями верхнего мела, палеогена, неогена и четвертичной системы.
Верхний мел слагается песками, песчаниками и обломочными известняками сеноманского яруса, грубым мелом турона, писчим мелом коньяка, известковыми глинами и кремнеземными мергелями сантона, мелом и мергелями кампана, глауконитовыми и кремнеземными мергелями Маастрихта,
Палеоген представлен каневским (песчаники), бучакским (песчаники, пески, алевролиты), киевским (пески, мергели, алевролиты), харьковским (пески, песчаники, алевролиты) ярусами и полтавской свитой (пески, глины песчанистые), частично относящейся к неогену.
Четвертичные отложения на водоразделах выражены суглинками, а в долинах рек аллювиальными образованиями.
Наибольшая мощность мезо-кайнозойского покрова приурочена к осевым частям синклиналей, где она достигает 400 м, при максимальной мощности кайнозойских осадков 80 м.
В структурном отношении Луганский район относится к так называемой полосе мелкой складчатости северной окраины Донбасса (рис. 217).
Главной тектонической структурой района является Луганская котловина, западная часть которой выделяется в Черкасскую синклиналь. Длина котловины, включая Черкасскую, около 45 км, наибольшая ширина от Северодонецкого надвига до обнаженного карбона участка шахты «Белореченской» 18 км.
Черкасская синклиналь характеризуется резко асимметричным строением: северное крыло ее прямолинейное с почти широтным простиранием и углами падения 30—40°; южное — простирается на юго-восток и падает под углом 55—85°, резко выполаживаясь у донной части синклинали до 5—10° и менее. Северо-западная замковая часть складки частично срезана системой разрывов, относящихся к Марьевскому надвигу, поэтому замыкание крыльев Черкасской синклинали можно наблюдать лишь в слоях свит C26 и C27. Южное крыло Черкасской синклинали осложнено рядом дополнительных складок, из которых можно назвать небольшую Белянскую синклиналь и очень осложненную пликативной и особенно дизъюнктивной тектоникой Родаково-Юрьевскую антиклиналь.
В восточном направлении Черкасская синклиналь переходит в собственно Луганскую котловину, от которой отделяется небольшой антиклинальной складкой меридионального простирания, прослеживающейся по северному крылу указанных структур, между станциями Родаково и Меловая (Родаково-Меловская антиклиналь). Луганская котловина в основном представлена только северным крылом; южное ее крыло, по-видимому, полностью срезано Алмазным надвигом и размыто. Ось ее простирается с северо-запада на юго-восток, погружаясь к востоку под углом около 3°. Общее простирание северного крыла котловины, в общем, совпадает с простиранием северного крыла Черкасской синклинали, но несколько отклоняется к югу. Углы падения преобладают пологие — до 15—20°; донная часть складки залегает весьма полого (до 5—10°) и слегка волнисто. По северному крылу котловины, у южной окраины Луганска, имеется местная антиклинальная складка, северная часть которой срезана Луганским надвигом.
К востоку от Луганской котловины, в опущенном крыле Марьевского надвига, между Северодонецким надвигом на севере и Марьевским и Алмазным на юге располагается Ново-Светловская синклиналь. Общее простирание ее соответствует простиранию северного крыла Луганской котловины; каменноугольные слои падают на юг под углом в среднем до 15—20°. В пределах Луганского района сохранилось лишь северное крыло этой синклинали.
Co стороны висячего крыла Алмазного надвига с Луганской котловиной граничит крупная Лутугинская котловина, в свою очередь разделяющаяся небольшим антиклинальным перегибом и Северным Успенским надвигом на две синклинали: Успенскую и Красную. Длина Луту-гинской котловины 20 км, ширина 6 км.
Успенская синклиналь, так же как и Черкасская, представляет собой асимметричную, вытянутую в широтном направлении складку, ось которой волнисто наклонена к востоку под углом 10—15°; северное крыло складки залегает сравнительно полого (30—40°), южное — очень круто (60—80°). Замковую часть Успенской синклинали, сложенную породами свиты C23, иногда выделяют как самостоятельную Павловскую синклиналь.
Красная синклиналь простирается в направлении, близком к широтному, и уходит, так же как и Ново-Светловская синклиналь, в пределы Краснодонского района. Северное крыло ее падает под углом до 45°; южное, частично срезанное Северным Успенским надвигом, — под углом до 10°. В северной части синклинали выявлен антиклинальный перегиб, сводовая часть которого осложнена добавочными брахискладками. Мелкая складчатость характерна и для других участков погребенного карбона Луганского района.
Складчатая тектоника района осложнена целой системой надвигов, имеющих южные падения, главные из них: Северодонецкий, Марьевский, Алмазный и Ильичевский (Криворожский), прослеживающиеся вдоль всего бассейна.
Северодонецкий надвиг является границей мелкоскладчатых: структур северной окраины Донбасса и слабодислоцированного карбона моноклинального борта платформенного склона. В опущенном крыле Северодонецкого надвига между карбоном и осадками верхнего мела залегают пестроцветные породы триаса, отсутствующие на площади Луганского района. В районе г. Луганска амплитуда надвига составляет 1500 м, сместитель падает под углом 45—50°.
Марьевский надвиг, сливающийся возле ст. Зимогорье с Северодонецким, в виде самостоятельного дизъюнктива под местным названием Луганский надвиг прослеживается в Луганском районе, где он соединяет Северодонецкий и Алмазный надвиги; простирание его с северо-запада на юго-восток и падение к юго-западу под углом 50— 60°, амплитуда его близка к 1000 м.
Алмазный надвиг в западной части района ограничивает южное крыло Черкасской синклинали. Вблизи шахты I им. XIX съезда КПСС надвиг распадается на две ветви; одна из них (северная) уходит под меловые отложения, а вторая (южная) следует вдоль приконтактовой зоны обнаженного карбона. Как показали исследования последних лет, каждая из этих ветвей часто представлена несколькими разрывами. Слияние северной и южной ветвей Алмазного надвига в один дизъюнктив происходит в долине р. Ольховой у с. Знаменки; восточнее надвиг был пересечен скважинами, по которым установлена амплитуда его 1500 м; угол падения плоскости сместителя 30—45°.
Ильичевский надвиг срезает южное крыло Успенской синклинали, отграничивая последнюю от Ольховской котловины. Амплитуда надвига достигает 1000 м, сместитель падает под углом 20—30°.
Все надвиги закрытой части района, как правило, имеют ясно выраженное прогрессивное затухание амплитуд к верхним горизонтам пород карбона, где наблюдается основной разрыв, образованный пфальцской фазой герцинского орогенеза, и по меловым отложениям, смещение которых обусловлено главным образом ларамийской фазой альпийского цикла. Сложный возраст имеют также пликативные структуры района. Перечисленные основные дизъюнктивы регионального характера осложнены более мелкими апофизными разрывами; особенно нарушено южное крыло Черкасской синклинали и Успенская котловина.