Каменноугольная система Подмосковного угленосного бассейна

Отложения каменноугольной системы, залегающие согласно на девонских породах, изучены подробно и имеют детально разработанную стратиграфическую схему. В бассейне они представлены нижним и средним отделами. Полная мощность их составляет 350—400 м; мощность, фактически наблюдаемая в разрезах, весьма изменчива, что обусловлено главным образом последовательным выпадением, вследствие размыва, ряда толщ и свит в западном, южном и восточном направлениях.



Нижнекаменноугольные отложения протягиваются в виде открытой на северо-восток дугообразной полосы, подчеркивающей юго-западное замыкание Московской синеклизы. На севере эта полоса имеет ширину 40—60 км, на юге 150—175 км. Полная наибольшая мощность нижнего карбона, представленного всеми тремя ярусами: турнейским, визейским и намюрским, составляет около 150 м (табл. 5).



В турнейском ярусе Подмосковного бассейна различаются два надгоризонта: лихвинский и чернышинский.

Лихвинский надгоризонт C1l распространен в бассейне почти повсеместно, лишь к востоку от меридиана г. Ряжска он выпадает из разреза вследствие региональных поднятий, происходивших на границе девона и карбона в районе Окско-Цнинского вала. На южном крыле бассейна лихвинский надгоризонт четко разделяется на два горизонта: малевский и упинский, связанные друг с другом постепенным переходом. Некоторые исследователи присоединяют к ним и упомянутые выше хованские слои.

Лихвинский надгоризонт характеризуется смешанным составом фауны, представленной девонскими и каменноугольными формами, поэтому нет единого представления о его стратиграфическом положении. Большинство исследователей относит хованские слои к девону, а малевский и упинский горизонты — к карбону. А.Н. Сокольская, изучившая спириферид лихвинского надгоризонта, допускает вероятность понижения возраста всего надгоризонта до девона.

Малевский горизонт C1ml сложен темными с зеленоватым и голубоватым оттенком пиритизированными глинами мощностью 5—10 м, содержащими прослои плитчатых органогенных известняков и известняковых конгломератов. В основании местами залегает прослой известнякового песчаника с Bisphaera malevkensis Вir. и Hyperammina minima Bir. и, в единичных случаях (Калуга, Тула, Серпухов), прослои мелких кварцевых песков. Характерный комплекс фауны заключает мелкие формы брахиопод — Plicatifera fallax (Pand.), Camarotoechia panderi (Sem. et Moell.) и остракод — Carboprimites tulensis (Sem. et Moell.); встречаются пелециподы, гастроподы, рыбы, реже головоногие, кораллы, мшанки.

Упинский горизонт C1up представлен светлыми мягкими известняками, вверху толсто-, а внизу тонкослоистыми, с небольшими прослоями зеленоватых глин и глинистых известняков. В районе с. Xaнино (в 70 км западнее г. Тулы) встречен прослой гумусового угля мощностью 0,1 м. Мощность упинского горизонта на западе южного крыла 20—25 м, на востоке значительно меньше, вследствие добобриковского размыва. В районе гг. Скопина, Кораблгша, Ряжска упинский горизонт, а местами и подстилающий его малевский горизонт уничтожены полностью. В районе с. Ханино отмечена максимальная мощность упинского горизонта — 53 м.

Из фауны характерны: брахиоподы — Cancrinella patideri (Auerb.), Paulonia media (Leb.), P. ranovensis (Peetz), Catnarotoechia upensts Sok.; кораллы — Syringopora caespitosa Goldf., Michelinia megastoma Phill.; встречаются пелециподы, цефалоподы, гастроподы, остракоды, морские ежи. В настоящее время делаются попытки более дробного расчленения упинского горизонта.

В пределах западного крыла лихвинский надгоризонт расчленению не поддается. Здесь он представлен толщей восковидных тонкодисперсных, местами песчанистых глин голубоватой, зеленоватой, иногда пестрой окраски. Глины содержат линзовидные прослои мелкозернистых кварцевых песков и алевритов, доломитизированных глин и глинистых доломитов. Мощность лихвинского надгоризонта изменяется от 3—5 м в районе Боровичи—Угловка до 25—28 м в районе Андреаполь—Зубцов. Остатки фауны, за исключением рыб, крайне скудны. В Нелидовском районе обнаружена чешуя рыб из семейства Rhysodontidae и Palaeoniscidae. Встречаются трудно определимые остатки пелеципод, остракод, фораминифер, скопления мельчайших члеников криноидей.

Поверхность лихвинского надгоризонта как на южном, так и на западном крыле носит следы энергичного древнего размыва.

Чернышинский надгоризонт C1crn в Подмосковном бассейне представлен лишь нижней частью — черепетским горизонтом.

Черепетский горизонт C1crn имеет довольно ограниченное распространение. Несомненно, ранее он имел более широкое развитие, но в конце турнейского века почти повсюду был размыт. Черепетский горизонт разделяется на агеевские (терригенные) и чернышинские (известняковые) слои.

Агеевские слои C1ag непосредственно под чернышинскими известняками вскрыты исключительно буровыми скважинами. Они представлены пачкой серых мелкозернистых кварцевых песков и песчаников, переслаивающихся с плотными черными глинами, содержащими сферолиты сидерита и тонкие (0,1—0,3 м) прослойки рыхлого угля. Вверху в песчаниках найдены верхнетурнейские брахиоподы Spirifer tornacensis Коn и Chonetes znamenskensia Sok. Мощность слоев до 20—25 м. Глины с характерным для агеевских слоев комплексом спор встречены также под бобриковскими отложениями в районе гг. Скопина, Серпухова, Сухиничей, Людинова, Всходов, Нелидова.

Чернышинские слои С1c выходят на дневную поверхность и вскрыты скважинами по pp. Черепети, Серене и у г. Чекалина. Они сложены светлыми известняками — мягкими мелоподобными, детритусовыми или твердыми кристаллическими, нередко окремнелыми и содержат маломощные прослои зеленоватых, иногда углистых глин. В чернышинских известняках, в отличие от упинских, заключена богатая, типично нижнекаменноугольная фауна. Наиболее характерны брахиоподы — Spirifer tornacensis Коп., Buxtonia antuquissima (Lis.), кораллы — Syringopora gigantea Thoms., Amplexus coralloides Sоw., гониатит — Pericyclus pulcher Lis., трилобит — Philtipsia puslulosa Schloth., фораминиферы — Endothyra tuberculata Lip., Е. krainica Lip. и др.; встречаются также пелециподы, гастроподы. Поверхность чернышинских известняков имеет следы сильной предвизейской денудации. Мощность их различна, нередко до 10—12 м, а у с. Агеева и до 20,4 м.



Комплекс визейских осадков разделяется на три надгоризонта: яснополянский, окский и серпуховский.

Яснополянский надгоризонт C1ja делится на бобриковский и тульский горизонты.

Бобриковский горизонт C1bb представлен толщей песков и глин, переслаивающихся между собой и заключающих пластообразные залежи и линзы бурых углей. Глины обычно серые и черные, часто углистые, нередко огнеупорные, с обугленными растительными остатками и конкрециями пирита. Пески в основном мелкозернистые, кварцевые, серые и буроватые, с тонкими глинистыми и углистыми прослойками, с конкрециями пирита и растительными остатками. Залежи угля обычно ассоциируются с глинами, образуя углисто-глинистые комплексы, число которых в разных районах различно. В южных районах Тульской области в составе бобриковокого горизонта появляются, красноцветные породы.

Следы органической жизни представлены фрагментами обугленной и пиритизированной растительной ткани (различные виды Stigmaria, Lepidodendron, Asterocolarnites и др.) и опорами. В верхних слоях бобриковокого горизонта в западном крыле имеются единичные находки морской фауны (брахиоподы, пелециподы и др.).

Максимальные мощности бобриковокого горизонта приурочены к понижениям довизейского рельефа и обусловлены увеличением мощности нижней — песчаной (аллювиальной) толщи от 2—10 до 60 м. Общая мощность горизонта изменяется от 10—15 до 25—30 м, увеличиваясь в области депрессий до 80—100 м.

Наиболее полный разрез и сплошное распространение бобриковский горизонт имеет в районах южного крыла бассейна, однако и здесь на отдельных площадях он размыт в предтульское время. Севернее г. Осташкова бобриковский горизонт выклинивается, и его осадки встречаются лишь в наиболее глубоких долинообразных впадинах доугленосного рельефа. Отложения бобриковского горизонта отсутствуют и на крайнем востоке, в районе Окско-Цнинского вала; невидимому, они здесь не отлагались.

Тульский горизонт C1tl распространен повсеместно и залегает с большим размывом на бобриковских, а местами непосредственно на лихвинских отложениях или на девоне. Мощность его 15—25 м, а в местах размыва бобриковского горизонта до 80 м. В южном крыле тульский горизонт обычно разделяется на две толщи.

Нижняя толща представлена мелкозернистыми кварцевыми песками и песчаниками, часто глинистыми, с прослоями глин, содержащих маломощные прослои бурого угля. Глинам подчинен нижний пласт известняка, не имеющий широкого распространения. Верхняя толща сложена в основном глинами и известняками с прослоями песка, песчаника и угля. Встречаются прослои сидерита. Глины темно-серые и серые, обычно слюдистые, песчаные, с обугленными растительными остатками. Известняки органогенно-обломочные, часто грязно-серые, с землистым изломом. Количество пластов известняка изменяется от одного до шести-семи; они невыдержаны по простиранию и мощности (1—4 м).

На западном крыле известняки почти исчезают и наряду с лагунными образованиями приобретают значение континентальные песчаноглинистые осадки, заключающие бокситы и огнеупорные глины (Тихвинский, Боровичский районы).

Известняки и отчасти глины тульского горизонта содержат остатки разнообразной морской фауны.

Окский надгоризонт C1ok имеет мощность 35—45 м и сложен на южном крыле почти исключительно известняками, а на северо-западе — известняками с частыми, нередко мощными прослоями песков и глин; он расчленяется на три горизонта: алексинский, михайловский и веневский.

Алексинский горизонт С1al восточнее меридиана г. Калуги сложен твердыми зернистыми массивными известняками темно-серой и коричневатой окраски, чередующимися с более светлыми мягкими микрослоистыми известняками. Известняки детритусовые с большой примесью крупных фораминифер и известковых водорослей. Нижним слоям свойственны голубые караваеобразные кремни (1—3 горизонта). Мощность известняков очень выдержана и составляет 12—14 м. Известняки нередко подстилаются пачкой глин и мелкозернистых песков, залегающих на размытой поверхности тульского горизонта. К западу и северо-западу от ж. д. Темкино — Мещовск значительная часть алексинского горизонта представлена глинами и песками, среди которых местами появляются прослои угля рабочей мощности.

Алексинский горизонт относительно небогат фауной: преобладают гигантопродуктусы, в одних случаях много гастропод, в других — цефалопод. Из брахиопод наиболее характерны: Gigantoproductus praemoderatus (Schw.), Semiptanus semiplanus (Schw.); из фораминифер — Haptophragmella irregularis Raus., Endothyra similis Raus. et Reitl. и др. Часто встречается характерная для окского надгоризонта водоросль Calcifolium okense Schw. et Bir.

Михайловский горизонт С1m сложен известняками, аналогичными алексинским, которые чередуются с пятнистыми (при выветривании ноздреватыми) известняками, образовавшимися из сингенетической морской брекчии. Горизонт содержит несколько прослоев пепельно-серых и серовато-желтых фарфоровидных известняков лагунного происхождения с автохтонными ризоидами стигмарий, нередко покрытых сажистой глиной. Серые, пятнистые и ризоидные известняки образуют характерные сливные комплексные пласты мощностью по 1,5—2 м, повторяющиеся в разрезе два-три раза. Среди известнякоз залегает несколько прослоев глины, часто углистой, мощностью 0,1 — 0,25 м. В районе гг. Каширы, Лаптево, Серпухова, Калуги и далее на запад в основании горизонта наблюдается пласт синей глины мощностью до 5 м, местами содержащей конкреции глинистого сидерита и линзы рыхлого угля рабочей мощности.

Фауна сравнительно многочисленна: из брахиопод особенно типичны Gigantoproductus moderatus (Schw.) и Striatifera striata (Fisch.); из фораминифер — Endothyra crassa Brady, Climacammina prisca Lip. и др.; часты колониальные кораллы, встречаются пелециподы, гастроподы. Найден верхневизейский Goniatites granosus Portl. Мощность горизонта около 12 м.

Веневский горизонт C1vn литологически сходен с михайловским; некоторым отличием является присутствие в веневских известняках кремневых конкреций. Фауна относительно бедная; исключение представляют кораллы, местами переполняющие пятнистые известняки. Отмечается появление серпуховских форм. Типичный комплекс брахиопод составляют; Spirifer rotai Sеmiсh., Gigantoprocluctus giganteus (Mart.), G. latipriscus Sar., Striatifera striata (Fisch,). Из фораминифер характерны Endothyra bradyi Mich., Е. crassa var. sphaerica Raus. et Reitl., Archaediscus baschkiricus Krest. et Theod и др. Мощность горизонта на западе 5—6 м, на северо-западе до 27 м, на востоке до 20 м. Разрез михайловского и веневского горизонтов к западу от меридиана г. Калуги заметно меняется за счет увеличения количества и мощности глинистых и песчаных прослоев, разделяющих известняки на отдельные, иногда очень выдержанные по простиранию пачки. На крайнем востоке (в районе Окско-Цнинского вала) верхняя часть алексинского, михайловский и веневский горизонты размыты в связи с региональными поднятиями этой территории на границе нижне-и среднекаменноугольной эпох.

Серпуховский надгоризонт C1srp распространяется повсеместно до меридиана г. Зарайска и подразделяется на два горизонта: тарусский и стешевский. К востоку от г. Зарайска оба горизонта последовательно выклиниваются вследствие предверейского размыва, и в районе г. Михайлова уже полностью отсутствуют.

Тарусский горизонт C1tr повсюду представлен выдержанной толщей светло-серых твердых толсто- и среднеплитчатых, в основном органогенно-обломочных известняков, перемежающихся с тонкоплитчатыми землистыми известняками. На северо-западе среди них встречаются доломитизированные и окремнелые разности и прослои кремней до 0,3 м мощностью. На поверхности плит обычны следы ползания илоядов (Taonurus). Фауна встречается спорадически. Руководящий комплекс составляют: Gigantoproductus latiexpansus Sar., G. latipriscus Sar.,, Spirifer pseudoirigonalis Semich., Cancrinella Undata (Defr.) и другие брахиоподы, нередки цефалоподы, пелециподы, гаетроподы; почти исчезают колониальные кораллы; резко сокращается и изменяется комплекс фораминифер, представленный относительно мелкими формами (Endothyra bradyi Mich., Archaediscus krestovnikovi Raus, и др.). Мощность горизонта 6—12 м.

Стешевский горизонт C1st на южном крыле сложен серыми криноидными известняками и сланцеватыми глинами черной, серой и вишнево-красной окраски, содержащими тонкие прослои желтых доломитизированных известняков. На северо-западе развиты окремнелые известняки, желтовато-серые песчанистые и глинистые доломиты, светлые (розоватые и желтоватые) мергели и зеленовато-серые сланцеватые глины. В известняках местами много члеников криноидей. Фауна довольно разнообразна. Из брахиопод для низов типичны: Margitiifera lobata (Sow.), М. longispina (Sow.), Spirifer grdberi Schw, Местами много одиночных кораллов, часто встречаются морские лилии, пелециподы, гаетроподы. Для верхних горизонтов характерен Spirifer russiensis Schw. Мощность горизонта 18—22 м.



Намюрский ярус в бассейне представлен не полностью, а только нижним — протвинским C1рr горизонтом. На южном крыле он сложен внизу плитчатыми микрослоистыми с ленточным окремнением известняками, чередующимися с глинами типа стешевских и крупно-криноидными известняками. В плитчатых известняках местами наблюдаются трещины усыхания. Средние и верхние слои горизонта представлены однообразными перекристаллизованными («сахаровидными») известняками. Последние вверху сильно разрушены и несут много каверн, заполненных красной глиной, что объясняется процессами карстообразования и выветривания в начале среднего карбона.

Фауна довольно обильна и разнообразна. Среди брахиопод много крупных Gigantoproductus superbus (Sar.), G. edelburgensis (Phill.), встречаются также Gigantoproductus protvensis (Sar.), Antiquatonia kremenskensis Sаr., Buxtonia mosquerisis Ivаn., Striatifera magna Jan. и другие головоногие, в том числе намюрский гониатит Cravenoceras; местами много гастропод, пелеципод, реже наблюдаются кораллы и фораминиферы. Мощность горизонта 15—22 м.



Отложения среднего карбона распространены в северной части южного и в восточной части западного крыла бассейна. Они залегают трансгрессивно на различных горизонтах нижнего отдела, перекрываясь в пределах большей восточной части южного крыла мезозоем, а на западе и северо-западе непосредственно четвертичными отложениями. За пределами бассейна — по левобережью р. Москвы и в северной части Окско-Цнинского вала — средний карбон перекрыт верхним карбоном. В основном он представлен отложениями московского яруса; осадки башкирского яруса имеют незначительное развитие. Мощность среднего карбона изменяется от 110 до 215 м.



Отложения башкирского яруса в Подмосковном бассейне установлены лишь в самое последнее время. В 1951 г. Т.И. Шлыковой в известняках из Пестовской скважины, залегающих под верейским горизонтом, был определен комплекс фораминифер, близкий по видовому составу к комплексу фораминифер верхней части башкирского яруса Поволжья (слои со Stafelta antiqua Dut). Эти известняки залегают здесь на размытой поверхности протвинских известняков. Мощность их в районе г. Пестова от 9 до 25 м. He исключено, что в северо-западной части рассматриваемой территории в случаях резкого возрастания мощности протвинского горизонта верхняя часть известняков принадлежит к башкирскому ярусу.

В 1953 г. в районе г. Серпухова в темных глинах и алевролитах, перекрытых пестрыми глинами верейского горизонта, Д.Н. Утехиным определены: Neuropteris gigantea Sternb. f. arcuata (Bertr.) Nov., N. aft. flexuosa Sternb., N. schlehanii Stur. Эти породы залегают на алексинских известняках в глубокой (до 70 м) доверейской долине.



Московский ярус расчленяется на четыре горизонта: верейский, каширский, подольский и мячковский.

Верейский горизонт С2vr залегает со стратиграфическим несогласием на различных горизонтах нижнего карбона. В нижних слоях его преобладают пески и песчаники, нередко косо- и диагональнослоистые, кварцево-полевошпатовые (полевого шпата до 67%) с биотитом, магнетитом и др., иногда с мелкогалечными конгломератами. Верхние слои обычно сложены глинами, часто известковистыми, с тонкими прослоями мергеля, известняка и доломита. В них появляется разнообразная морская фауна. Окраска песчаных и глинистых пород преимущественно красная и зеленая, карбонатных — белая, розоватая. Мощность горизонта обычно 15—25 м, а в пределах погребенных доверейских долин достигает 50—70 м.

В руководящий комплекс верейского горизонта входят: брахиоподы — Paeckelmariia aljutovica (Е. Ivan.), Clioristites inferus Ivan, и др., ряд фораминифер. некоторые мшанки.

Каширский горизонт С2ks сложен первичными и вторичными доломитами, мергелями (обычно доломитовыми), глинами (нередко палыгорскитовыми) и органогенными известняками, имеющими подчиненное значение. В нижних и средних слоях встречаются мелкогалечные известняковые конгломераты. Доломиты местами содержат кристаллы флюорита и незначительные скопления ратовкита. Широко развито окремнение.

Фауна каширского горизонта обильна и разнообразна: много брахиопод, криноидей, морских ежей, фораминифер и др. Наиболее типичны брахиоподы — Marginifera kaschirica Ivan., Choristites prisons (Eichw.); фораминиферы — Eostaffella acuta Grozd. et Leb., Е. kaschirica Raus. и др.

Подольский горизонт С2р сложен чистыми и доломитизиро-ванными известняками с подчиненными прослоями глин, мергелей и доломитов. В отличие от каширского горизонта в нем широко представлены органогенные и органогенно-обломочные известняки, характерны водорослевые биогермы. В верхах горизонта присутствуют фузулиновые известняки, в средних и нижних слоях — мелкогалечные конгломераты. Повсюду развиты линзы и стяжения кремня, иногда встречаются кристаллы флюорита.

Фауна подольского горизонта богата видами и количеством экземпляров. Здесь впервые появляется типичный Choristites mosquensis Fisc h., Dyctioclostus moelleri Stuck., Brachythyrina strangwaisi Vern., имеется характерный комплекс фораминифер.

Мощность горизонта около 25 м; в районе г. Москвы она увеличивается до 35—40 м, на Окско-Цнинском вале достигает 45 м.

Mячковский горизонт С2тc представлен тонкозернистыми и органогенными известняками с подчиненными прослоями мергелей и доломитов. В основании горизонта почти повсюду залегает слой мелководного детритусового известняка с богатой фауной кораллов, брахиопод, иглокожих. Мощность мячковского горизонта обычно 20—30 м, в районе г. Судогды до 40 м.

Фауна мячковского горизонта разнообразна и многочисленна; характерны: брахиоподы — Choristites mosquensis Fisch., Ch. locryi Trсks., Dyctioclostus moelleri (Stuck.); кораллы — Lithostrotionella stilaxis Trd.; фораминиферы Fusulinella bocki Moell., Fusulina mosquensis Raus. и др. Впервые в массовом количестве появляется морской еж Archaeocidaris rossica Buch., а также представители верхнекаменноугольного рода брахиопод — Teguliferina.



Отложения этого отдела развиты за пределами бассейна к северу от р. Москвы и на Окско-Цнинском вале (по обе стороны р. Оки в Касимовском районе) и подразделяются на два яруса: касимовский и гжельский, и один горизонт — швагериновый (ковровский).



Разрез касимовского яруса состоит из переслаивающихся известняков, доломитов, глин и доломитизированных мергелей мощностью 55—80 м.



Отложения гжельского яруса представлены преимущественно светлыми доломитами, красными глинами и доломитизированными мергелями, изредка встречаются прослои песчаников. Мощность яруса в районе г. Москвы 70—116 м.

Швагериновый (ковровский) горизонт С3sw распространен на крайне ограниченной площади в районе северного окончания Окско-Цнинского вала. Он сложен желтыми и белыми доломитами, встречаются конкреции кремня, местами наблюдается сплошное окремнение слоев. Мощность горизонта 10 м.