Геологическое описание Шахтинско-Несветаевского угленосного района

В геологическом строении Шахтинско-Несветаевского района принимают участие каменноугольные, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные отложения.

Каменноугольные отложения представлены всеми свитами среднего карбона; они известны по обнажениям в долинах балок и речек, а также по многочисленным скважинам. Литологический состав отложений карбона приводится в табл. 282.

Стратиграфическое расчленение карбона представлено на сводных разрезах свит (рис. 231).

Свита C21 обнажается в юго-западной части района. Южнее Сало-Манычского разлома разрез ее изучен несколькими поисковыми скважинами. В свите известно до семи пластов известняков мощностью 0,05—1,6 м. Угленосность свиты незначительная (0,1%), из четырех угольных прослоев ни один не достигает рабочей мощности.

Свита C22 изучена в юго-западной части района. В ней имеется до пяти пластов известняков, в значительной степени глинистых, местами полностью выпадающих из разреза; мощность их 0,03—0,2 м. Угленосность свиты незначительная (0,2%); ни один из 12 угольных прослоев не имеет рабочей мощности.

Свита C23 известна в северной и южной частях района по данным геологической съемки, буровым скважинам и немногим шахтам. Наиболее полно она изучена в Несветаевском подрайоне, где угольные пласты свиты частично разрабатываются. В разрезе ее насчитывается до девяти пластов известняков мощностью 0,1—0,9 м. Из 49 угольных пластов и прослоев 14 достигают рабочей мощности.

Свита C24 детально изучена в Шахтинском и Несветаевском подрайонах, где ее угольные пласты частично освоены промышленностью, и слабо изучена в Раздорском подрайоне. В разрезе свиты наблюдается семь пластов известняков мощностью 0,05—0,90 м и 21 угольный пласт и прослой, из которых девять с рабочей мощностью.

Свита C25 хорошо изучена в районе; в ней насчитывается до 19 известняков мощностью от 0,07 до 1,15 м и 47 угольных пластов и прослоев, из которых 17 имеют рабочую мощность.

Свита C26 развита в восточной половине района. От нижележащих она отличается сравнительно большей насыщенностью известняками и повышенной их мощностью. В разрезе свиты известно 14 пластов известняков мощностью от 0,1 до 3,6 м. Из 24 угольных пластов и прослоев только три достигают рабочей мощности.

Свита C27 распространена в крайней восточной части района. В разрезе ее содержится 24 пласта известняков мощностью от 0,1 до 2,3 м. Из 42 угольных пластов три имеют рабочую мощность.

Из табл. 282 видно, что для свит C23, C24 и C25, обладающих наибольшей промышленной угленосностью, характерно и наиболее высокое содержание песчаников (от 33 до 37,2%). Кроме того, в разрезе среднего карбона снизу вверх наблюдается постепенное увеличение роли известняков.

Меловые отложения развиты в крайней юго-восточной части района, где они были вскрыты несколькими скважинами, расположенными западнее хутора Пухляков; мощность их здесь колеблется от 74 до 133 м. Верхняя часть их, представленная слабопесчанистыми, глауконитсодержащими мергелями, относится к сеноманскому ярусу. Ниже мергелей сеномана залегают бескарбонатные слои глин с растительными остатками. По данным палинологического анализа, произведенного И.М. Покровской, возраст этих глин апт-альбский. Достоверно установленная мощность нижнемеловых отложений по скв. 2862 равна 48 м.

Южнее Сало-Манычского разлома на площади сплошного распространения меловых отложений мощность их в зависимости от положения в альпийских структурах колеблется от 100 до 1200 ж. Меловые отложения здесь представлены преимущественно известняками и мергелями, в меньшей степени глинами песчаными и песками. По возрасту они относятся к верхнему мелу, который здесь представлен всеми ярусами, исключая датский. Наличие нижнемеловых отложений установлено в погруженных частях меловых складок; они представлены светло-серыми песками и глинами. Мощность их 15—40 м.

Палеогеновые отложения распространены в южной и восточной частях района. К палеоцену отнесены по литологическим и стратиграфическим признакам глауконито-кварцевые песчаники с известковым цементом мощностью 8—42 м. Эоцен (Pg2) выражен отложениями каневского, бучакского и киевского ярусов, представленными глауконитсодержащими глинами и рыхлыми белыми кварцевыми песчаниками мощностью 13—35 м. К олигоцену (Pg3) относятся песчаные глины с глауконитом харьковского яруса и пески нижней части полтавской свиты мощностью 30—85 м.

Неоген представлен отложениями миоцена и плиоцена, распространенными на большей части территории района. Миоцен (N1) заключает сарматский (глины и пески) и мэотический (пески) ярусы; мощность отложений миоцена 10—60 м. Плиоцен (N2) представлен известняком-ракушечником понтического яруса и красно-бурыми скифскими глинами общей мощностью 5—60 м.

Общая мощность палеогеновых и неогеновых отложений в пределах Шахтинско-Несветаевского района колеблется от 0—40 м в северной части до 100—220 м на юге.

Четвертичные отложения в виде лёссовидных суглинков мощностью до 15—30 м сплошным плащом покрывают водораздельные пространства; в долинах развиты рыхлые аллювиальные отложения мощностью 3—40 м.

Каменноугольные отложения района слагают крупную Шахтинско-Несветаевскую синклиналь с примыкающей к ней полосой мелких складок— на севере Главной антиклинали, а на юге Первой Южной антиклинали.

Шахтинско-Несветаевская синклиналь, являющаяся восточной частью Южной синклинали, представляет собой крупную асимметричную складку, ось которой погружается в юго-восточном направлении под углом 1—5°. Южное крыло складки более пологое (15—25°), на северном крыле преобладают углы падения 30—45° (рис. 232, 233).

Разрывные нарушения в пределах синклинали представлены поперечными сбросами и надвигами, плоскости сбрасывателей которых падают под углом от 30—45 до 90°; направление падения преимущественно северо-западное. Вертикальные амплитуды нарушений колеблются от 1—5 до 110 м. Наиболее крупными из них являются: вертикальный Грушевский сброс с амплитудой 110 м и Фрунзенский надвиг — 40 м. Разрывные нарушения обычно образуют системы ступенчатых сбросов или надвигов и реже горсты и грабены. Количество нарушений и их амплитуды увеличиваются к периферическим частям синклинали.

Крупными продольными нарушениями являются Сулино-Констан-тиновский надвиг и Сало-Манычский разлом, ограничивающие район соответственно с севера и юга. Сулино-Константиновский надвиг проходит вдоль оси Главной антиклинали; амплитуда его по вертикали 250—700 м. Опущено южное крыло.

Предполагаемый Сало-Манычский разлом, согласно геофизическим данным и данным буровых скважин, имеет амплитуду от 350 до 1000 м (его часто называют Персиановским), Впервые это нарушение описано в 1931 г. В. Ф. Меффертом. Оно было прослежено им по рекам Левому Тузлову и Крепкой, его по линии зафиксированного нарушения контактируют верхнемеловые и каменноугольные отложения; плоскость нарушения имеет крутое северное падение.

На южном крыле Шахтинско-Несветаевской синклинали известны два поперечных поднятия в районе рек Аюты и Керчика, с которыми связаны группы поперечных разрывных нарушений.

Для южного и в меньшей мере северного крыльев Шахтинско-Несветаевской синклинали характерно развитие тектонических внутри-пластовых подвижек, происходивших по угольным пластам, как наиболее слабым слоям каменноугольной толщи. Перемещения угольной массы при подвижках привели к местным утонениям и раздувам пластов, что хорошо видно в горных работах шахт «Южной—1» и «Южной — 2» по пластам i21(i11) и i3н(i12). Тектонические. подвижки на небольших площадях наблюдаются также в пластах k5н, k51 и k52.

Полосы мелкой складчатости Главной и Первой Южной антиклинали в границах описываемого района изучены слабо. Известно, что они слагаются серией мелких, чаще всего крутых складок, нарушенных множеством небольших разрывов и местами прорванных изверженными породами.

Южнее Сало-Манычского разлома каменноугольные отложения погружаются под мощную толщу мезо-кайнозоя на глубину от 450 до 1500 м. По данным геофизической съемки и единичных поисковых скважин, выклинивание каменноугольных отложений происходит в 19—28 км южнее разлома. В области глубокого погружения карбон образует две синклинали и разделяющую их антиклиналь. Предполагается, что на этой площади развиты отложения нижнего и нижней части среднего карбона. Единичные скважины, пробуренные в северной части этой площади, вскрыли безугольные отложения свит С21, C22 и C23. Таким образом, площадь глубокого погружения карбона следует считать бесперспективной в отношении промышленной угленосности. Меловые отложения, залегающие в крайней южной и юго-восточной частях района и имеющие сплошное распространение к югу от Сало-Манычского разлома, залегают несогласно на денудированной поверхности каменноугольных складок, образуя очень пологие складки с падением пластов до 6—8°. Палеогеновые, неогеновые и четвертичные отложения налегают на меловые отложения несогласно, почти горизонтально со слабым уклоном в сторону Азово-Кубанской депрессии.

Проявления вулканической деятельности в пределах описываемого района имеют большое распространение. В районе Главной антиклинали изверженные породы прослеживаются в виде небольших (1—4,5 м) крутопадающих интрузий, приуроченных главным образом к сбросовым трещинам; представлены они амфиболо-авгитовыми порфиритами.

Южнее Главной антиклинали изверженные породы в виде даек мощностью 0,3—1 м известны в горных работах шахт 1 им. Артема, им. Красина и 5. Изверженные породы здесь относятся к лампрофирам типа керсантитов и палеоандезитам, относимым к отщеплениям основной магмы.

В районе Первой Южной антиклинали изверженные породы прослеживаются в виде полосы обнажений по рекам Бол. и Мал. Несветай и Аюте. Далее на восток они прослеживаются буровыми скважинами вплоть до р. Дона. Изверженные породы прорывают отложения свит C22 и C23, а местами C24, C25 и C26.

Установлено, что интрузии образуют тела, вытянутые большей частью вдоль простирания пород карбона и реже секущие дайки. Основными каналами для проникновения магмы в толщу карбона служили тектонические трещины. Растекание магмы в толще карбона происходило путем внедрения ее в наиболее механически слабые слои карбона, при этом образовывались серии пластовых залежей, мощности которых варьируют от 1—2 до 80 м. Пластовые залежи изверженных пород часто бывают приурочены к угольным пластам, например на южном крыле Шахтинско-Несветаевской синклинали они внедряются в пласты k52 и k2н(i3н).

Внедрявшаяся магма, по-видимому, имела сравнительно невысокую температуру, так как на контакте с антрацитами графитизации их не происходило; контактовый метаморфизм почти полностью отсутствует.

В кровле изверженных тел на расстоянии 0,1—0,5 м наблюдается заполнение тонких трещин в пластах карбона кальцитом и пиритом. Очень редко по трещинам карбона у контакта с изверженным телам наблюдалось бедное оруденение, выраженное пиритом, халькопиритом, сфалеритом и галенитом.