Геологическое описание Сафоново-Вяземского угленосного района
Район расположен в области смыкания западного и южного крыльев Московской синеклизы, что предопределяет пологое падение (1—1,5 м на 1 км) слагающих его осадков палеозоя на северо-восток. Местами залегание слоев осложнено локальными структурами с более крутым падением пород (до 60—70 м на 1 км).
Наиболее полный стратиграфический разрез допалеозойских отложений известен в северо-восточной части района, у г. Зубцова, где они вскрыты структурной скважиной на глубине 1436 м. Осадки палеозоя представлены здесь толщей нижнекембрийских, девонских нижне- и среднекаменноугольных пород, залегающих на кристаллических породах архея. Нижний кембрий слагается толщей переслаивающихся песчано-глинистых осадков мощностью 406 м с пленками сапропелевого вещества.
Девонские отложения представлены живетским ярусом среднего отдела, франским и фаменским ярусами верхнего отдела. Осадки живетского яруса в нижней части разреза имеют преимущественно глинисто-мергельно-доломитовый состав. Верхняя часть яруса сложена песчаными и галогенными породами (каменная соль, гипс и ангидрит). Общая мощность среднего девона 299 м. Верхнедевонские отложения (франский и фаменский ярусы) представлены в нижней части разреза переслаивающимися песчано-глинистыми осадками, сменяющимися вверху толщей известняково-доломито-мергельно-глинистых пород. Суммарная мощность верхнедевонских отложений 505 м. В озерско-хованских слоях фаменского яруса распространена пачка доломитов, обогащенных углистым и сапропелевым материалом, известная под названием «угле-доломитов». Доломитовая толща трансгрессивно перекрывается породами карбона.
Каменноугольные отложения развиты почти на всей территории, отсутствуя лишь вдоль ее западной окраины, где под четвертичные отложения выходят осадки верхнего девона (рис. 45). Наиболее полный стратиграфический разрез каменноугольных отложений установлен в северо-восточной части района, где известны осадки турнейского, визейского, намюрского и московского ярусов. По направлению к южной и особенно западной границам района верхние ярусы последовательно срезаются мезо-кайнозойской эрозионной поверхностью. Турнейский ярус представлен толщей глинисто-мергелистых лихвинских осадков, переслаивающихся в верхней части с пластами известняков. Суммарная мощность пород на западе (Сафоновское и Дорогобужское месторождения) составляет 15—20 м; на северо-востоке она увеличивается до 30—35 м (Сычевская и Ржевская угленосные площади). Здесь, по данным спорово-пыльцевых анализов, предположительно выделяются чернышинские отложения, представленные глинами мощностью 3—5 м, визуально не отличимыми от вышележащих глин бобриковского горизонта. Выше на глубоко размытых отложениях турне, а местами и на породах верхнего девона (Дорогобужское месторождение и др.) залегают осадки визейского и намюрского ярусов: бобриковский, тульский, алексинский, михайловский, веневский, тарусский и стешевский горизонты.
Бобриковский горизонт на большей части площади характеризуется песчано-глинистыми угленосными отложениями заболоченных водоёмов приморской низменности и только на северо-востоке (Сычевка, Ржев) в разрезе его появляются песчаные прибрежно-морские осадки. В бобриковских отложениях выделяются три углисто-глинистых комплекса, к которым приурочено несколько пластов бурого угля. Наибольшее промышленное значение имеет угольный пласт II второго углисто-глинистого комплекса. В подошве пласта II залегают высокоглиноземистые огнеупорные глины, достигающие иногда 20 м мощности (Дорогобужское месторождение). Эти глины, получившие название «сухарных» и «полусухарных», являются маркирующими для второго комплекса. Мощность бобриковских отложений изменяется от 5—10 до 50—80 м. Они не содержат остатков фауны и характеризуются тремя спорово-пыльцевыми комплексами, выделенными для южного крыла Подмосковного бассейна.
Тульские отложения залегают на сильно размытой поверхности бобриковского горизонта, контактируя иногда с лихвинскими и даже верхнедевонскими породами (Вадинское, Мармановское, Дорогобужское месторождения). Они представлены в нижней части разреза толщей кварцевых слюдистых песков, содержащих зерна глауконита. Кверху пески сменяются песчанистыми глинами монтмориллонитового состава, линзами песков (0,5—3,5 м), двумя-тремя слоями темносерых известняков и линзами бурых углей, очень редко достигающих рабочей мощности. Тульские отложения развиты почти на всей территории района; мощность их колеблется от 2,5 до 30 м, достигая в долинообразных понижениях 80 м.
Выше залегают породы, представленные толщей переслаивающихся известняков, доломитов и глин, содержащих линзы песков и маломощные пропластки углей, приуроченные к нижним частям алексинского, михайловского, веневского, тарусского и стешевского горизонтов. Полное развитие эта толща имеет на востоке и северо-востоке, где максимальная мощность ее достигает 80 м (скважина у г. Зубцова).
Отложения московского яруса среднего отдела каменноугольной системы развиты в северо-восточной части района. Они представлены пестроцветными глинами с линзами песков и прослоями доломитизированных известняков (верейский горизонт) мощностью 25—30 м и толщей доломитизированных известняков с прослоями мергелей и глин, с окремнелыми породами в верхней части (каширский горизонт). Мощность этой толщи 35—38 м.
Отложения меловой системы, представленные альб-сеноманскими кварцевыми глауконитовыми песками и песчаниками и песчанистыми глинами с конкрециями фосфоритизированного песчаника, распространены на юго-западе района. Общая мощность этих отложений достигает 25 м. Выше с признаками несогласия залегают мергели и глинистый мел туронского возраста общей мощностью до 40 м (бассейн р. Устром). «Островки» меловых отложений известны также вблизи г. Вязьмы.
Четвертичные осадки залегают на размытой поверхности коренных пород. В их разрезе участвуют отложения лихвинской, днепровской и московской морен и разделяющие их водно-ледниковые и озерно-болотные осадки. Обычно мощность четвертичных отложений не превышает 60—70 м, но в погребенных долинах и в области конечноморенных холмов она достигает 160—170 м (северо-восточнее гг. Сафонове и Вязьмы). На водоразделах развиты покровные суглинки мощностью 5—7 м, а в речных долинах — аллювиальные отложения.
В юго-западной части района расположено Сафоново-Ельнинское поднятие. В северо-восточной части оно отделено Булычевским прогибом от Добровско-Бельской зоны поднятий, имеющей северо-западное простирание. К северу от г. Вязьмы расположен Новодугинский прогиб северо-восточного простирания. На севере у г. Зубцова установлено локальное Зубцовское поднятие. Сафоново-Ельнинское поднятие и сопровождающий его Булычевский прогиб имеют северо-северо-западное простирание. Относительная амплитуда высот одноименных стратиграфических горизонтов достигает в них 70 м. Сводовая часть Сафоново-Ельнинского поднятия дополнительно осложнена локальными структурами разнообразной формы и размеров, колебания относительных высот которых по кровле верхнедевонских доломитов достигают 40 м (рис. 46) .
Добровско-Бельская зона расчленяется на ряд локальных поднятий: Акжель-Глушковское, Бушуковское, Вяземское, Мытищинское, Добровское и Русановское. Относительные разности высот участков поднятий и погружений по кровле девонских доломитов составляют 60—80 м (рис. 47).
