Геологическое строение Миллеровского угленосного района

Докембрийские образования, имеющие повсеместное распространение, вскрыты скв. 23 вблизи северной границы района (в 27 км к северу от ст. Чертково) и глубокой скв. 1Р, расположенной в южной части района около пос. Тарасовского. В первой они представлены гранито-гнейсами серовато-розовой, темно-серой и почти черной окраски с заметно выраженной полосчатостью, обусловленной ориентированным расположением составляющих минералов, во второй — светло-серыми кварцевыми диоритами.

Девонские отложения до настоящего времени нигде в пределах района не вскрыты. По-видимому, они могут быть встречены только в самой погруженной части района около Северодонецкого надвига.

Покрывающий докембрий осадочный комплекс представлен отложениями карбона, перми, триаса, верхнего мела, палеогена и неогена.

В районе Тарасовки — Миллерово — Чертково вскрыта вся толща турнейского, визейского и намюрского ярусов нижнего карбона, башкирский и московский ярусы среднего карбона. Наличие отпечатков фораминифер и характерных маркирующих горизонтов позволило сопоставить разрезы донецкого и платформенного карбона и разделить последний на ярусы и свиты. В результате геологоразведочных работ уточнены границы между свитами, а также индексация отдельных известняков и угольных пластов (рис. 268).

Литологический состав и угленосность отложений среднего карбона хорошо изучены большим числом скважин во всех частях района. Наиболее полные разрезы нижнего карбона получены в северной части района и на юге в скв. 1Р. Отложения верхнего карбона, слагающие южную часть района, изучены по скв. 1Р, 12, 382, 2501—2505. Полученные новые данные позволили установить изменение фациальных условий образования осадков карбона в направлении с севера на юг — от Воронежского массива к северной окраине складчатого Донбасса.

В северной части района нижние свиты среднего карбона (C21—C22) и нижний карбон сложены морскими известняками, а вся вышележащая толща — преимущественно терригенными отложениями, среди которых имеют подчиненное значение известняки и угли. В разрезе среднего карбона установлено постепенное изменение фациальных условий образования осадков и отсутствие резких фациальных границ при переходе от складчатых районов бассейна к платформенному склону. К северу от Каменско-Гундоровского района постепенно увеличивается процентное содержание карбонатных, а также морских глинистых и алевритовых отложений. Так, например, в основной угленосной свите C25 процентное содержание известняков увеличивается от 2% в южной части Каменско-Гундоровского района до 9,2% в северной и до 11,8% в центральной части Миллеровского района. Изменение мощностей свит в направлении с севера на юг характеризуется табл. 337.

Свита C11 (горизонты C1t b—d) представлена известняками светло-серыми и серыми; в южной части района встречаются темносерые разности, детритусовые, реже мелкодетритусовые, частично доломитизированные, в верхней части с прослоями аргиллитов (до 6 м). Из органических остатков встречены: криноидеи, брахиоподы, остракоды, водоросли и фораминиферы.

Свита C11 (горизонты С1v а—е) на севере и нижняя ее часть мощностью 30 м на юге сложена переслаивающимися известняками, аргиллитами, алевролитами и песчаниками с прослоем угля мощностью 0,05 м; на юге верхняя часть толщи мощностью 75 м выражена известняками с прослоями аргиллитов (3 м).

В свите C11 (горизонт С1vf) развиты известняки серые, в верхней части светло-серые с коричневым оттенком, в нижней части слоя детритусовые, реже шламово-детритусовые с доломитизированными и битуминозными разностями, в южной части района с прослоями аргиллита мощностью 5 м. Органические остатки представлены водорослями Calcifolium и NodosineUa', обломками брахиопод, криноидей, остракод, фораминифер.

Свиты C12 и C13 сложены известняками светло-серыми с редкими прослоями серого цвета, детритусовыми и крупнодетритусовыми с детритусово-шламовыми, изредка с биоморфно-коралловыми разностями. Из органических остатков встречены обломки брахиопод, криноидей, кораллов, остракод, фораминифер, мшанок и спикулы губок.

Свита C14 выражена известняками светло-серыми, в нижней части с прослоями темно-серого цвета, преимущественно микрозернистыми, сильно перекристаллизованными, без органических остатков; в кровле оолитовые (2 м), ниже (16 м) биоморфно-донецелловые и затем спонголитовые с окремненными и кальцитизированными спикулами. Органические остатки: единичные обрывки мшанок, членики криноидей, остракоды, обломки брахиопод и пелеципод, фораминиферы.

В свите C15 известняки серые, реже светло-серые с коричневым оттенком, детритусовые, переслаивающиеся с биоморфно-донецелловыми, изредка с микрозернистыми, псевдоолитовыми и окремненными разностями. Органические остатки представлены члениками криноидей, брахиоподами, остракодами, водорослями Donezella и гидроктиниями.

Свита C21 — известняки светло-серые, переслаивающиеся с серыми, в верхнем слое (7 м от кровли) темно-серые с прослоями углистого аргиллита, преимущественно детритусовые, реже крупнодетритусовые и детритусово-шламовые. В средней и нижней частях детритусовые известняки переслаиваются с биоморфными разностями с Donezella и гидроктиниями, изредка окремненные. Кроме водорослей, встречаются фораминиферы, членики криноидей, брахиоподы, обрывки мшанок и единичные кораллы.

Свита C22 представлена известняками, серыми с преобладанием биоморфно-донецелловых и гидроктиноидных разностей, реже детритусовыми и детритусово-шламовыми окремненными прослоями. Органические остатки: водоросли Donezella, Uraloporella и гидроктинии; членики криноидей, остракоды, фораминиферы, брахиоподы.

В качестве общей черты для всех охарактеризованных известняков следует отметить их перекристаллизацию и наличие тонкозернистого или микрозернистого карбонатного или карбонатно-глинистого цемента.

Литологический состав терригенной толщи башкирского яруса, всех свит московского яруса и свиты С31 верхнего карбона характеризуется данными табл. 338.

Общая мощность среднего карбона в смежном с юга Каменско-Гундоровском районе 3200 м, а в центральной части Миллеровского района 1134 м, т. е. в 2,8 раза меньше; уменьшение мощности составляет 27 м на 1 км.

К северо-востоку от границы района в верховьях р. Чира и в бассейне р. Дона (скв. 107, 112, 130, 131, 134) установлено резкое сокращение терригенной части среднего карбона (на 220—260 м) ниже известняка K11 за счет выпадения низов свиты C25, всей свиты C24 и верхней части свиты C23 (выше известняка Н41). Вся толща ниже известняка H1 представлена сплошными известняками.

Платформенный карбон характеризуется малой метаморфизацией: часть глинистых пород (аргиллиты) размокает в воде, а некоторые при этом приобретают пластичность; алевролиты и песчаники представлены преимущественно несцементированными или слабо сцементированными разностями. По составу они являются полимиктовыми породами, сложенными кварцем, обломками метаморфических сланцев (10—25%), полевыми шпатами (10—12%), бурым биотитом и зеленоватым мусковитом (2—3%). Цемент в них хлорито-серицитовый, некоторые слои отличаются высоким содержанием цементирующего известковистого вещества. Песчаники имеют преимущественно мелкозернистую или среднезернистую структуру и характеризуются плохой окатанностью зерен.

Породы платформенного склона отличаются зеленоватой или голубовато-серой окраской, редко встречаются темно-серые разности, цвет которых обусловлен наличием тонкодисперсного и углистого вещества. Известняки белые или светло-серые с буроватым оттенком. Изредка встречаются разности с интенсивной бурой окраской, вызванной наличием сапропелевого материала. Известняки сильнотрещиноватые, часто имеют комковатую текстуру; трещины в них заполнены глинистым материалом с обилием слюды и песчаного материала. Ввиду малой перекристаллизации в известняках хорошо сохранились отпечатки фузулинид.

По сравнению со складчатыми районами Донецкого бассейна, во всех свитах среднего карбона процентное содержание известняков возрастает в 1,5—2 раза, а процентное содержание песчаников в свитах C25 и C27 значительно уменьшается.

Платформенный карбон характеризуется выдержанностью всех известняков, некоторых песчаников и угольных пластов. Размещение фаций в вертикальном разрезе имеет ритмический характер. Среди тяжелых минералов в породах карбона преобладает гранат-апатит-ставролитовая ассоциация.

Отложения перми получили распространение в юго-восточной части района. В 1956—1959 гг. нижнепермские швагериновые отложения были разведаны несколькими скважинами, расположенными у северной границы полосы мелкой складчатости Тацинского и Белокалитвенского районов. На основании данных этих скважин у большинства геологов возникло предположение о распространении этих отложений только в зоне между Глубокинским и Каменским надвигами. Полученными в 1960 г. новыми данными установлено распространение нижнепермских образований также и в узкой полосе севернее Глубокинского надвига.

Скважиной 2305, заложенной на Скосырской площади, вскрыт швагериновый горизонт в лежачем крыле указанного выше надвига. Он сложен в нижней части (83 м) переслаивающимися известняками, аргиллитами, алевролитами и песчаниками, а в .верхней — сплошными известняками мощностью 70 м. Швагериновые отложения залегают согласно на псевдофузулиновом горизонте верхнего карбона.

На швагериновых образованиях или различных горизонтах верхнего карбона лежат несогласно верхнепермские осадки, представленные кирпично-красными, темно- и зеленовато-коричневыми аргиллитами, алевролитами, песчаниками с различной крупностью зерен, гравелитами и конгломератами, сложенными галькой известняка, кремня и песчаника общей мощностью до 100 м. Ввиду отсутствия отпечатков фауны и флоры верхнепермский возраст этих отложений принимается условно по их стратиграфическому положению ниже ветлужских отложений.

Отложения триаса встречены в юго-восточной и восточной частях района. В отличие от верхнепермских они характеризуются более пестрыми окрасками: фиолетовыми, лиловыми, желтыми, кирпично-красными, серо-зелеными. В скв. 35, 33, 31, 30, пробуренных в юго-восточной части района по профилю Белая Калитва—Пичугин, среди этих отложений встречаются прослои мергелей и глинистых детритусовых известняков; в основании найдены пачки песчаников и прослои конгломерата, состоящие из остроугольных обломков известняков, кремней и яшм, сцементированных красно-коричневым известково-глинистым цементом. Триасовые отложения достигают мощности 290 м. По харовым водорослям и остракодам установлена их принадлежность к ветлужскому ярусу.

Верхнемеловые отложения имеют мощность 110—200 м; они представлены сеноманским, туронским, коньякским, сантонским, кампанским и маастрихтским ярусами. Сеноманский ярус сложен песками с прослоями рыхлого песчаника, разрезы остальных ярусов — серыми и серовато-зелеными мергелями, мелоподобными мергелями и белым писчим мелом.

Палеогеновые отложения достигают в наиболее погруженных частях мощности 100—160 м. Их разрез включает образования: палеоцена и эоцена в составе каневского, бучакского и киевского ярусов, а также олигоцена — харьковский ярус и полтавская свита. Наиболее глубоководными являются мергелисто-глинистые осадки киевского яруса, в остальной части разрез выражен терригенной толщей.

Четвертичные осадки представлены отложениями водоразделов, склонов и речных долин и эоловыми образованиями.

Район расположен на южном склоне Воронежского кристаллического массива, наклоненном в сторону Донецкого бассейна под незначительным углом 0,5—2° (рис. 269). На общем фоне моноклинального залегания палеозойских и мезозойских отложений выделяются отдельные весьма пологие депрессии и локальные поднятия платформенного типа (Волошинское, Миллеровское, Первомайское пор. Большой, Сулинское по р. Полной, Наполовское и др.).

Проведенные в последние годы структурно-поисковые разведки на нефть и газ не подтвердили ранее предполагаемой прямой унаследованности меловыми и палеогеновыми отложениями структурного плана карбона. Сулинское локальное поднятие, выявленное в 1947 г. по кровле кампанских отложении, в среднем карбоне выражено небольшим структурным выступом (4,5х1,5 км по известняку L1). Первомайское локальное поднятие, установленное в верхнемеловых отложениях, в отложениях среднего карбона не выражено; последние залегают моноклинально, погружаясь к югу. Пологая антиклиналь в верхнемеловых отложениях здесь возникла в результате унаследования структуры эрозионной поверхности карбона.

Одним из основных элементов тектоники района является Миллеровский структурный выступ, который четко вырисовывается резким изменением простирания пластов карбона с северо-восточного (восточнее г. Миллерово) на широтное (западнее его). В пределах Миллеровского выступа мощность меловых отложений меньше, чем на смежных площадях с запада и востока.

Основным структурным элементом южной части района является крупная Северодонецкая синклиналь, протягивающаяся вдоль всей северной полосы мелкой складчатости Донбасса, выполненная осадками верхнего карбона, перми и триаса. Она погружается в юго-восточном направлении, соединяясь с Прикаспийской депрессией. В южной части Миллеровского района она получила название Глубокинской синклинали; на ее крыльях углы падения пластов равны 2—10°. Вдоль южной границы района в широтном направлении протягивается Глубокинский надвиг, который является восточным продолжением Северодонецкого надвига. Его стратиграфическая амплитуда изменяется в пределах 1200—1500 м. Положение надвига зафиксировано геофизической разведкой и рядом скважин. Скважины 242 и 245, расположенные в висячем крыле надвига, вскрыли свиты С25 и С26, а скв. 236 и 382 встречены в лежачем крыле отложения верхнего карбона (свиты C31 и C32). Скважинами 2305 и 2303 вскрыты швагериновые отложения в висячем и лежачем крыльях с амплитудой смещения 500 м. Южнее Глубокинского надвига широко развиты сложные формы пликативной и дизъюнктивной тектоники северной части Донецкого бассейна.