Девонская система Подмосковного угленосного бассейна

В пределах бассейна известны лишь отложения среднего и верхнего отделов девона; нижний девон здесь отсутствует. На периферии Подмосковного бассейна девонские отложения перекрываются четвертичными и мезозойскими, образуя к западу от границы бассейна Главное девонское поле, а к югу — Центральное девонское поле. К центру бассейна эти отложения погружаются под толщу пород каменноугольного возраста, с уклоном в среднем 1—1,5 м на 1 км. Суммарная мощность девонских отложений колеблется от 600—700 м на юго-западе до 1000— 1100 м на востоке, в зоне Кольчугино-Саратовского прогиба.

Единой стратиграфической схемы девонских отложений для Подмосковного бассейна нет. Для северо-западного крыла обычно используется схема Главного девонского поля. Для центральных районов существует целый ряд схем, отличающихся главным образом названиями горизонтов. Опубликованная работа ВНИГНИ «Девонские отложения центральных областей Русской платформы» подводит некоторые итоги по этому вопросу, и предложенное в ней расчленение девона принято в настоящем издании.



Отложения среднего девона в центральной части бассейна залегают на размытой поверхности кембрийских образований, перекрывая на севере различные горизонты ордовика, а южнее линии Рославль — Вязьма — Щекино — Ряжск залегая непосредственно на породах кристаллического фундамента. Мощность среднего девона на северо-западе около 300 м, на южном крыле 280—375 м.

Возраст верхней части этих образований на основании палеонтологических данных определяется как верхнеживетский. Нижние горизонты палеонтологически плохо охарактеризованы и, возможно, принадлежат нижнеживетскому подъярусу. А. И. Ляшенко не исключает вероятности их эйфельского возраста.

По литологическому составу отложения среднего девона повсеместно разделяются на три толщи: нижнюю терригенную (рижский горизонт, по М.Ф. Филипповой и А.И. Ляшенко), соленосно-сульфатно-карбонатную и верхнюю терригенную. Все они соответствуют одному крупному циклу седиментации, палеонтологически охарактеризованы и по составу отвечают своим наименованиям.



Верхний отдел девона в Подмосковном бассейне представлен полностью — франским и фаменским ярусами. Его общая мощность изменяется от 460 м на западном крыле до 730 м в юго-восточной части бассейна.



На площади бассейна выделяются отложения трех подъярусов: нижнего, среднего и верхнего. Для франского яруса, исключая самые низы, характерно преобладание карбонатных пород морского происхождения, отличающихся крайне прихотливым распределением карбонатных и глинистых компонентов, а также наличие частых, но маломощных прослоев автохтонного известнякового конгломерата.

Нижнефранский подъярус D3fr1 имеет мощность 100—220 м и объединяет два горизонта: нижнещигровский и верхнещигровский.

Нижнещигровский горизонт слагается лагунными, частью континентальными алевролитами, глинами и песчаниками красной, фиолетовой, зеленой и реже серой окраски, заключающими споры франского типа, обрывки обугленной растительной ткани, остатки рыб и лингул. Нижнещигровскому горизонту на западном крыле бассейна соответствует подснетогорский горизонт Главного девонского поля; его мощность в районе г. Зубцова 66 м, в районе г. Валдая 34 м.

Верхнещигровский горизонт представлен однообразными карбонатными породами с богатым комплексом морской фауны. В его составе на большей части площади преобладают зеленовато- и желтовато-серые микрозернистые неравномерноглинистые, органогенно-обломочные и доломитизированные известняки, содержащие, главным образом внизу, остатки брахиопод, гастропод, иглокожих, реже колониальные кораллы и др.

Среднефранский подъярус D3fr2 на южном крыле бассейна соответствует семилукским слоям Центрального девонского поля, а на западном крыле включает в себя верхнюю часть шелонских слоев, свинордские, ильменские и бурегские слои Главного девонского поля, которые в скважинах гг. Пестова, Валдая и Крестцов почти неразделимы.

Среднефранский подъярус почти повсеместно состоит из темных голубовато- и зеленовато-серых неравномерноглинистых микрозернистых известняков, мергелей и известковистых глин, иногда с глауконитом, заключающих тонкие прослои ракушников (преимущественно брахиоподовых). На западном крыле породы в той или иной степени доломитизированы, на самом севере местами пестроцветные и содержат прослои песка (верхи ильменских слоев).

Мощность среднефранского подъяруса на юге (гг. Плавск, Калуга, Серпухов, Ряжск) 40—50 м, на востоке (Мосолово, Каверино) 70—75 м, на севере (Старица, Валдай) 58—100 м (?).

Верхнефранский подъярус D3fr3 на южном крыле повсеместно начинается пачкой зеленовато-серых, местами коричневых и известковистых мергелей с аллохтонными растительными остатками и небогатой видами смешанной (семилукско-воронежской) фауной брахиопод и остракод. В ней местами заключены тонкие прослои неравномерноглинистых известняков и автохтонных конгломератов.

Отложения, залегающие выше этой пачки в пределах южного крыла, представлены довольно однообразными — внизу зеленовато, вверху коричневато-серыми неравномерноглинистыми органогенно-обломочными известняками и мергелями с прослоями карбонатных глин и конгломератов. Отдельные слои изобилуют остатками богатой видами морской фауны.

В северо-западной части бассейна, начиная примерно от района г. Ржева, весь верхнефранский подъярус сложен пестроцветными терригенными породами, среди которых изредка встречаются карбонатные прослои.



Фаменский ярус делится на два подъяруса: нижнефаменский и верхнефаменский. Мощность его в центральной части южного крыла около 250 м, а на востоке, в области прогиба, около 300 м.

Нижнефаменский подъярус D3fm1 на южной окраине бассейна выражен однородной толщей доломитизироваиных, очень часто кавернозных известняков, внизу с прослоями глин и мергелей, иногда песков (елецкие слои Центрального девонского поля).

Подъярус с большим трудом подразделяется на задонский (внизу) и аграмачский горизонты. Первый характеризуется присутствием брахиопод Cyrtospirifer archiaci (Murch.), Cainarotoechia zadonica Nal. и остракод Acratia zadonica Egor., Serenida peavskensis Sam. Аграмачскому горизонту свойственны Cyrtospirifer brodi (Wеn.) и Camarotoechia griasika Nal. Суммарная мощность обоих горизонтов изменяется от 60 до 100 м, увеличиваясь в зоне прогибов.

В западном и северном направлениях значительно увеличивается доломитизация пород, появляются прослои сплошного доломита, а также примесь песчано-алевритового материала. Севернее широты г. Ржева нижнефаменский ярус выражен толщей пестрых глин, алевритов .и песчаников, реже мергелей с подчиненными маломощными прослоями известняков, часто доломитиаированных. Суммарная мощность их в районе г. Валдая около 127 м. В этой толще выделяются три горизонта: надсмотинско-ловатский, преимущественно терригенный с остатками рыб и трохилисков; чимаевский — глинисто-известняковый с фауной Pleurotomaria subimbricata Whidb., позволяющей параллелизовать его с задонским горизонтом Центрального девонского поля, и надчимаевский, образованный карбонатными глинами, песками и мергелями с трохилисками, рыбами и остракодами аграмачского типа. На геологической карте эти горизонты показаны условно.

Верхнефаменский подъярус D3fm2 соответствует данково-лебедянским слоям Центрального девонского поля. Верхние горизонты его обнажаются на значительной площади по долинам рек вдоль южной окраины бассейна. Полностью он выходит под покров четвертичных отложений на периферии северо-западного крыла.

Классический разрез верхнефаменского подъяруса наблюдается к югу от границы Подмосковного бассейна. Здесь разрез имеет мощность 100—120 м и разделяется на восемь толщ, соответствующих двум циклам седиментации: нижнему — лебедянские известняково-доломитовые, мценские доломитовые и киселево-никольские мергельно-доломитовые слои и верхнему — орловско-сабуровские песчаные, тургеневские и кудеяровские доломитово-известняковые, озерские мергельно-доломитовые и хованские известняковые слои. Эти отложения чрезвычайно бедны органическими остатками, приуроченными главным образом к лебедянским и кудеяровским слоям. Руководящее значение имеют брахиоподы Cyrtospirifer lebedianicus Nаl. (в основном в лебедянских слоях), пелециподы Acra oreliana Vern. и остракоды Gliptolichwinella adelaidae Sаm., Cawellina tambovensis Sаm.

В северном направлении наблюдается сильная доломитизация пород; в средних и верхних горизонтах появляются включения и прослои гипса и ангидрита, и распознавание указанных выше восьми толщ становится почти невозможным.

Наибольшая гипсоносность устанавливается в районе Москва— Новомосковск -Калуга. Здесь отдельные прослои гипса и ангидрита достигают мощности 10—15 м. На восточной окраине южного крыла бассейна (Мосолово, Ряжск) количество их в разрезе сильно сокращается, а на западной — они неизвестны.

В юго-западной и западной частях бассейна (Калуга—Сухиничи—Рославль—Сафоново—Нелидово—Селижарово) в средней части верхнефаменского подъяруса выделяется своеобразная так называемая угле-доломитовая пачка пород, сложенная черными слоистыми доломитами с прослоями углистых глин, мергелей и доломитизированных известняков мощностью 15—20 м. Эта пачка соответствует, вероятно, кудеяровским слоям и нижней части озерских слоев.

В районе Зубцов—Старица наряду с доломитами, доломитовыми мергелями и сульфатами большое значение приобретают голубоватые и зеленоватые глины. Севернее, в районе г. Валдая, терригенные породы почти полностью вытесняют карбонатные. Здесь развиты глины с прослоями алевролитов, мелкозернистых песчаников, единичными прослойками мергелей и глинистых известняков; мощность подъяруса здесь резко сокращается.

Наибольшую мощность (около 200 м) верхнефаменский подъярус имеет в области Кольчугино-Саратовского прогиба; в центральной части (Тула—Серпухов—Калуга—Старица) мощность его изменяется от 160 до 180 м; по южной и юго-западной окраинам бассейна она составляет около 100 м и на крайнем северо-западе территории (Валдай) сокращается до 46 м.