Стратиграфия и литология Белгородско-Обоянского угленосного района

Углепроявление в разрезе нижнего карбона Белгородско-Обоянского района наблюдается в интервале от бобриковского и до михайловского горизонта включительно. Угленосные отложения литологически разделяются на нижнюю — песчано-глинистую (бобриковский горизонт) и верхнюю — карбонатно-песчано-глинистую толщи (тульский, алексинский и михайловский горизонты). Нижняя песчано-глинистая толща заключает угольные пласты значительной мощности и относительно хорошей выдержанности и является основным угленосным горизонтом. Угольные пласты в тульско-михайловской толще переслаивания песчано-глинистых и карбонатных пород маломощные и невыдержанные по -простиранию.

Отнесение к бобриковскому горизонту песчано-глинистых отложений нижней части угленосной толщи обосновано результатами спорово-пыльцевых анализов небольшого числа образцов из скв. 1 (г. Обоянь), 3 (с. Ивня) и 4 (Вторые Новоселки), выполненных К.И. Иносовой. Наиболее полным является материал по скв. 3, в которой Л.А. Юшко считает возможным выделить три угольных пласта бобриковского горизонта, сопоставляющиеся по спорово-пыльцевым комплексам с угольными пластами бобриковского горизонта в Подмосковном бассейне.

Значительно лучше изучена микрофауна (фораминиферы) из верхней части угленосной толщи — толщи переслаивания карбонатных и песчано-глинистых пород. В результате определений фораминифер устанавливается тульско-алексинско-михайловский возраст этой толщи в северной части рассматриваемого района, где она подстилается бобриковскими отложениями.

Литологическое изучение угленосных отложений показывает наличие прямой связи между их составом и палеорельефом поверхности кристаллических пород докембрия. При реконструкции палеорельефа фундамента в период угленакопления использованы два маркирующих горизонта — подошва веневских известняков и подошва тульского горизонта. На помещенной ниже схеме отражены основные гипсометрические соотношения поверхности фундамента в период нижнекарбонового угленакопления (рис. 99). Поверхность кристаллических пород на рассматриваемой площади изучена неравномерно. В южной части района на территории Яковлевского железорудного месторождения имеется густая сеть разведочных скважин, а на остальной площади — лишь редкие поисковые скважины на уголь.

Из карты и профилей, изображенных на рис. 100 и 101 видно, что поверхность кристаллических пород в начале бобриковского времени имела сложную форму. Северную и западную части рассматриваемой площади занимало обширное понижение, контуры которого еще слабо намечены; в юго-восточной части располагалась возвышенность не менее чем на 60—70, а местами на 100 м и более приподнимавшаяся над дном северной котловины. Поверхность этого возвышенного участка представляла собой систему параллельных узких гряд северо-западного простирания, разделенных ложбинами глубиной до 30—40 м и более. Описываемые гряды, сложенные железистыми кварцитами, хорошо отмечаются на карте магнитными аномалиями (см. рис. 99). Можно предполагать, что северное понижение поверхности кристаллических пород разделено прерывистой грядой на две части: западную, которая может быть названа Ивнянской, и восточную — Прохоровскую. Вследствие недостаточной изученности района нельзя достаточно полно охарактеризовать роль тектонического фактора в создании рельефа поверхности кристаллических пород, но можно утверждать, что влияние денудационных процессов было здесь весьма существенным.

Угленосные отложения выполняют впадины в рельефе фундамента; выклинивание более древних горизонтов происходит в сторону повышений. В районе юго-восточного повышения палеорельефа породы докембрия непосредственно перекрыты то тульскими, то алексинскими, а местами, в наиболее высоких точках, михайловскими и, может быть, даже веневскими отложениями; отложения бобриковского возраста здесь либо отсутствуют, либо имеют спорадическое распространение и приурочены к небольшим по размерам, но наиболее глубоким впадинам локального характера.

Сплошное распространение бобриковских отложений наблюдается в северной части района — в Ивнянском и Прохоровском понижениях, палеорельефа. В пределах района, на расстояниях, измеряемых километрами и даже сотнями метров, благодаря резко выраженному рельефу поверхности кристаллических пород происходят значительные изменения разреза угленосных отложений и четко выявляется зональный характер угленосности, зависящий от палеорельефа фундамента.

Угленосные отложения представляют собой чередование мелководных морских и континентальных осадков. Морские отложения представлены: 1) мелководными известняками, среди которых имеются мергеле-видные сильно глинистые разности, косослоистые мелкодетритусовые, крупнообломочные органогенные (криноидные) и более глубоководные фораминиферовые; 2) тонкокристаллическими доломитами; 3) глинами нескольких типов — тонколистоватослоистыми темноокрашенными сапропелевыми с редкими остатками фауны, известковистыми серыми с большим количеством фауны, неизвестковистыми с железисто-карбонатными конкрециями и прослоями сидерита и сильно алевритистыми слюдистыми ленточнослоистыми; 4) алевритами, в той или иной степени слюдистыми и глинистыми, с правильной горизонтальной слоистостью, осложненной мелкой косой слоистостью типа донной ряби. Перечисленные песчано-глинистые породы представляют собой отложения прибрежной зоны моря, спокойных заливов, лагун и дельтовых выносов.

Главная масса отложений, входящих в состав угленосной толщи континентального типа, формировалась в сфере влияния морской трансгрессии, обусловившей как аккумуляцию осадков, так и возникновение озерно-болотного режима в моменты, предшествовавшие внедрению-морских вод на .прибрежную равнину. Они представлены следующими, типами пород: 1) углистыми (углями и углистыми сланцами); 2) глинистыми алевритами с остатками корневой системы лепидофитов (илы берегов моря, озер, болот и пойменные отложения); 3) огнеупорными глинами, светлыми сухарными типа «флинтклей», озерными, эстуарными и жирными серыми (типа болотных) с чешуйчатой текстурой; 4) плохо отсортированными песчаными неиравильнослоистыми глинами (пойменный аллювий); 5) переотложенными каолинами (мало измененные продукты делювиального сноса); 6) кварцевыми светлыми тонкозернистыми и мелкозернистыми песками, среди которых встречаются очень чистые разности типа стекольных.

Для северной части описываемого района, расположенной в области понижения палеорельефа, характерны небольшая мощность коры выветривания, измеряемая не более чем двумя-тремя десятками метров, и каолинитовый состав. Здесь разрез нижнего карбона представлен полностью, начиная с бобриковского горизонта. В бобриковском горизонте отсутствуют карбонатные морские отложения, а сланцеватослоистые темно-серые глины типа лагунных приурочены только к его верхней части. В нем широко развиты огнеупорные глины, входящие в состав угольных комплексов, которых насчитывается до трех. Положение в разрезе угольных комплексов относительно подошвы тульского горизонта постоянное: кровля нижнего угольного пласта находится от нее на расстоянии 20—25 м, среднего — около 12—15 м и верхнего 1—4 м. Последний часто непосредственно перекрывается тульскими морскими отложениями. Пески в нижней части бобриковского горизонта белые мелко- и среднезернистые, чистые или глинистые, нередко плохо отсортированные, вероятно, аллювиальные. К верхней части горизонта приурочены горизонтальнослоистые тонкие пески и алевриты со слюдой прибрежно-морского происхождения, связанные с глинами лагунного типа постепенным переходом.

Мощность бобриковского горизонта меняется от 1—2 (в местах его выклинивания) до 30—35 м.

Верхняя граница его условно проводится по подошве первого пласта известняка или карбонатной глины с остатками фауны.

Верхняя, тульско-алексинско-михайловская часть угленосной толщи, достигающая здесь 80—85 м, слагается морскими и прибрежно-континентальными озерно-болотными отложениями, при этом типичные морские известняки и глины находятся в непосредственном контакте со слоями углей, углистых сланцев и алевролитов со следами зарастания; наиболее выдержаны в ней два углисто-глинистых комплекса.

В северной части района, в отличие от южной, сухарные огнеупорные глины, железистые конгломераты и бокситы в толще отсутствует.

По некоторым скважинам в средней части толщи наблюдаются мощные песчано-алевритовые комплексы; из разреза, по-видимому, исчезают частично или полностью пласты алексинских известняков (скв. 4, Вторые Новоселки), что указывает на наличие внутриформационных размывов в период ее накопления.

В южной части описываемой площади, в области повышения палеорельефа, осадки бобриковского горизонта выклиниваются. Терригенные комплексы, разделяющие здесь пласты известняков в нижней части толщи, представлены аргиллитами бокситового типа; красноцветными, белыми и темно-серыми (с закисными железистыми минералами, пиритом и мартитом) и конгломератами, состоящими из обломков железной руды и метаморфических сланцев с железистым или железисто-глинистым цементом. Эти породы чередуются с пластами угля, углистых сланцев, жирных восковидных глин болотного типа и известняками — мелко-детритусовыми и крупнообломочными органогенными, криноидными с многочисленными одиночными кораллами.

Угольные пласты здесь залегают в непосредственном контакте с известняками. В ряде случаев угли подстилаются известняком, однако наличие следов корневой системы (стигмарий) в породах почвы угольных пластов свидетельствует о том, что здесь, как и в северной части района, утленакоплевие происходило на заболоченных участках морского побережья, но при наступлении морских вод болота перекрывались ими. Описанный комплекс представляет собой отложения прибрежных болот, пляжа, зоны прибоя (абразионные конгломераты), прибрежной зоны моря (крупнообломочные и детритусовые известняки) и являются особой фацией тульско-алексинско-михайловской толщи, приуроченной к повышению кристаллического фундамента. На этом платообразном повышении образовалась красноцветная латеритная кора выветривания мощностью до 100 м и более, которая послужила материалом для образования описанных выше бокситовых и железистых пород. Образование коры выветривания относится к доугленосному континентальному перерыву, но захватывает и нижнекарбоновое время, когда скапливалась значительная часть делювия и, видимо, продолжались процессы каолинизации и латеритизации уже в период подтопления рассматриваемой территории нижневизейским морем.

В южной части района мощность толщи карбонатных и терригенных пород сокращается вследствие выклинивания нижних ее слоев на повышенных грядах и на поверхности плато и, кроме того, за счет сокращения мощности терригенных комплексов в области плато. Верхние горизонты толщи переслаивания в районе плато отличаются незначительной мощностью глин и резким преобладанием известняков.

Наблюдаемое в настоящее время прерывистое распространение бобриковского горизонта обусловлено двумя причинами: в юго-западной части района имеет место его полное выклинивание в сторону повышенного плато палеорельефа, а на северо-востоке угленосные осадки этого возраста были уничтожены предмезозойским размывом. Ширина полосы сохранившихся от размыва бобриковских отложений в центральной части района не превышает 30—40 км. В районе г. Обояни граница ее проходит недалеко от с. Быканово и уходит на юго-восток в сторону г. Новый Оскол, в 10 км к северу от которого в скважинах была встречена нижнекарбоновая угленосная толща. В направлении к Старому Осколу мезозойские отложения ложатся на породы докембрия. Вдоль границы размыва могут быть встречены изолированные останцы бобриковского горизонта.

В юго-восточном направлении бобриковский горизонт выклинивается у подножия плато. Контуры его распространения в западной и юго-западной частях описываемой территории не выяснены.

Тульско-алексинско-михайловская толща имеет более широкую площадь распространения в южном направлении, чем бобриковский горизонт, но, по-видимому, также частично или полностью выклинивается по южной наиболее высокой окраине платообразного повышения палеорельефа; в северо-восточном направлении она срезана предмезозойским размывом.