Нижнекарбоновое (визейское) угленакопление Русской платформы

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Нижнекарбоновое (визейское) угленакопление Русской платформы

23.04.2020

Типичные черты угленосной формации Подмосковного бассейна впервые были охарактеризованы М.М. Пригоровским. Позднее эта формация неоднократно рассматривалась в работах Г.А. Иванова, П.В. Васильева, Г.Ф. Крашенинникова и др. Эта формация — яркий пример образований, присущих устойчивой древней платформе.

Новые данные об угленосности осадков яснополянского надгоризонта нижнего карбона в Волго-Уральской области, в Белгородско-Обоянском районе и в других местах показывают, что характерные особенности угленосной толщи Подмосковного бассейна типичны и для этих районов Русской платформы. Успешное развитие литологических исследований в последние годы позволило установить, что, вопреки прежним представлениям о преимущественно континентальном происхождении угленосных осадков Подмосковного бассейна, визейская угленосная формация как в этом последнем, так и в других перечисленных выше районах состоит из сложно сочетающихся прибрежно-морских и континентальных отложений.

Чтобы установить закономерности размещения угленосности на территории платформы и выявить возможные новые перспективные площади, следует еще раз затронуть вопрос об особенностях палеорельефа суши перед самым началом ранневизейской трансгрессии эпиконтинентального морского бассейна, когда почти вся территория платформы находилась в условиях континентального режима. С этой трансгрессией, сопровождавшейся осциляцией береговой линии, связано накопление не только прибрежно-морских, но и других разнообразнейших (в том числе угленосных) отложений в пределах приморской низменности и прилегающих приподнятых участков суши.

В настоящее время можно считать доказанным, что размещение различных литологических типов отложений яснополянского надгоризонта на рассматриваемой территории тесно связано с палеорельефом доугленосного фундамента. Последний в начале визе представлял собой сушу, постепенно заливавшуюся ингрессирующим морем, только к концу визеш ского века покрывшим всю Русскую платформу.

Следует отметить, что наряду с морфологическими особенностями поверхности доугленосного фундамента важное значение в осадконакоплении яснополянского времени имели колебательные движения земной коры и климат.

Климат в пределах центральных и восточных областей Русской платформы, судя по составу ископаемых растительных комплексов, отличался от влажного субтропического климата средиземноморской зоны. Он указывает на ряд морфолого-анатомических особенностей плауновидных растений, обитавших в пределах Подмосковного бассейна и Урала, и отмечает появление здесь в раннем визе древовидных голосемянных, с годичными кольцами на древесине, что свидетельствует об умеренно теплом и не очень влажном климате с сезонными изменениями. Поскольку климат в пределах рассматриваемой территории был одинаковым (единая ботанико-географическая зона), дифференциация осадков в угленосном веке была обусловлена главным образом палеогеоморфологическими особенностями и колебательными движениями.

В настоящее время нет разработанной методики реконструкций палеорельефов суши древних периодов; недостаточно надежны и способы детального палеотектонического анализа. Поэтому приходится прибегать к восстановлению рельефа «доугленосного фундамента» при помощи способа, который позволяет выявить лишь приближенно морфологические особенности поверхности древней суши. Как уже отмечалось выше, установить черты, наложенные на действительный рельеф суши начала визе колебательными движениями, имевшими место в яснополянское (бобриковское и тульское) время, при этом способе реконструкции затруднительно.

На прилагаемой палеогеографической схеме (рис. 108) сделана попытка отразить изогипсами конфигурацию повышенных и пониженных участков суши на Русской платформе и Урале в ранневизейское время. Шкала рельефа на этой схеме в известной мере условна, так как первичные соотношения высот в той или иной степени нарушены неравномерностью (разностью скоростей) многократных поднятий и опусканий крупных участков.

Как показано на схеме, разница относительных отметок палеорельефа в пределах Русской платформы и на западном склоне Урала около 200 м. В областях размыва максимальные отметки не могли быть вычислены, так как здесь отсутствуют алексинские известняки, подошва которых была принята за опорный горизонт (изогипса +0) при реконструкции палеорельефа. Ориентировочно можно считать, что разница в отметках палеорельефа на платформе могла достигать 300 м. Для восточного склона Урала величина эта, по-видимому, была значительно больше.

В относительно хорошо изученных частях платформы (Подмосковный бассейн, Камская угленосная площадь, Белгородский район и др.) вырисовываются эрозионные формы рельефа — долинообразные впадины. На рис. 108 показаны только наиболее крупные из них. На схеме (см. рис. 108) выделены также укрупненные фациальные (ландшафтные) обстановки. Будучи тесно связаны с рельефом, эти обстановки в пространстве закономерно сменяют друг друга, представляя собой зоны, характеризующиеся различной интенсивностью процесса размыва или накопления определенного типа осадков.

Поэтому далее они будут рассматриваться как ландшафтно-палеогеоморфологические зоны. Таких зон (обстановок) выделено пять: I — области сноса; II — область накопления терригенных прибрежно-континентальных и прибрежно-морских осадков (зона бокситов и глин с повышенным содержанием Al2O3); III — зона мощного бобриковского угленакопления; IV — зона накопления морских, преимущественно карбонатных осадков и V — зона накопления карбонатных осадков и вулканогенных образований.

I зона включает области сноса, представляющие собой участки суши, на которых в течение всего яснополянского времени с различной интенсивностью, в зависимости от состава пород и гипсометрического положения, шло механическое и химическое (латеритное) выветривание турнейских, девонских и более древних пород. О характере рельефа этих наиболее высоких участков суши яснополянского времени в настоящее время судить нельзя, так как позднейшие денудационные процессы и абразия сгладили первичные его черты.

В пределах Русской платформы области сноса занимали большие площади. Так, почти весь север платформы представлял собой сушу не только в яснополянское время, но и значительно позднее.

Украинский, Воронежский, вместе с причленяющимся к нему с севера сводовым поднятием (Токмово—Горький), и Белорусский массивы, а также южный и восточный склоны Балтийского щита представляли собой в рассматриваемый отрезок времени размываемую сушу.

На Урале, в геосинклинальной зоне, в нижнем и среднем визе располагался целый ряд более или менее крупных островов, сложенных разнообразнейшими комплексами изверженных, метаморфических и осадочных пород.

Степень обоснованности фактическими данными контуров областей сноса на схеме весьма различна. Так, обширная площадь суши на севере Русской платформы выделяется по разрезам нескольких скважин (Няндома, Коноша, Усть-Пинега, Котлас, Вологда и др.), а суша к юго-западу от Донецкого бассейна показана на основании перехода в этом направлении морских фаций в прибрежные и континентальные.

II зона оконтуривается изогипсами палеорельефа +0 и -25 м (местами —40 м) и всюду опоясывает области размыва. В бобриковское время она представляла собой плато, приподнятое на несколько десятков метров над приморской низменностью (III зона). В Тихвинском бокситоносном и некоторых других районах поверхность плато была изрезана густой сетью глубоких узких долин. В тех местах, где поверхность доугленосного фундамента сложена известняками, микрорельеф плато осложнялся карстовыми формами. Осадки бобриковского горизонта в пределах II зоны не развиты; редко на незначительных участках сохранилась латеритная кора выветривания, а в наиболее глубоких долинах и карстовых воронках — аллювиальные и делювиальные образования, отвечающие по возрасту основному угольному горизонту Подмосковного бассейна. В тульское и раннеалексинское время благодаря начавшемуся интенсивному прогибанию рассматриваемая зона превратилась в область осадконакопления и представляла собой вначале приморскую низменность, а затем — краевую часть мелководного морского бассейна.

С прибрежно-континентальными и прибрежно-морскими, исключительно терригенными, отложениями тульского возраста здесь связаны месторождения бокситов, высокоогнеупорных глин и залежи углей; последние только местами (Боровичский и некоторые другие районы Подмосковного бассейна) достигают рабочей мощности.

На схеме рассматриваемая зона нанесена с различной степенью точности. Между Онежским озером и Боровичским районом, а также между гг. Пензой и Саратовом она обоснована многочисленными скважинами, в то время как на очень большой площади между гг. Горьким и Вологдой она устанавливается всего лишь по нескольким опорным скважинам (Солигалич, Любим, Советск, Вожгалы, Пестово). Вероятно, в виде очень узкой полосы эту зону следовало бы показать на схеме и вокруг «островков» суши на Урале.

III зона, оконтуренная на платформе изогипсами палеорельефа от -25 до -250 м, в бобриковское время представляла собой область приморской слабо расчлененной низменности, лагун, эстуариев, морских заливов и открытого мелководного морского бассейна с неоднократно изменявшимся режимом. Характернейшими осадками этого времени являются угли и высокоглиноземистые огнеупорные глины (пластичные и сухарные). Накопление на плоских водораздельных пространствах растительных масс в прибрежных торфяных болотах и озерах, в старицах рек и, по-видимому, на побережье лагун на значительных площадях было длительным, судя по тому, что, например, в Подмосковном бассейне не являются редкостью залежи угля мощностью до 5 м, а в пределах Камской площади встречаются угольные пласты мощностью до 20 ж и более.

Рассматриваемая зона, являвшаяся в бобриковское время ареной наиболее интенсивного в нижнем карбоне Русской платформы угленакопления, характеризуется особыми чертами палеорельефа, а именно — хорошо развитой сетью долинообразных понижений, похожих на долины современных рек I, II и III порядка и междолинных выровненных террасовидных пространств. Несомненно, что такой тип рельефа способствовал торфонакоплению. В тульское время в пределах рассматриваемой зоны прибрежно-морские обстановки преобладали над прибрежно-континентальными, вследствие чего в разрезе терригенной толщи здесь появляются тонкие пласты известняков, а залежи угля неустойчивы и маломощны.

IV и V зоны, выделяемые на Урале, в Донецком бассейне и восточной части Крымского полуострова в течение всего яснополянского времени были залиты морем, в котором отлагались карбонатные илы, а в области Магнитогорского синклинория (на южном Урале) — карбонатные илы в чередовании с лавами и вулканическими туфами. Мощность отложений яснополянского надгоризонта в этой зоне колеблется от 100 до 250 м. Нанесенные на схеме области накопления исключительно карбонатных морских отложений и, вероятно, еще более обширная область морского режима на месте современной Прикаспийской впадины являлись очагами развития визейской трансгрессии, постепенно захватившей большую часть Русской платформы и Урала.

В соответствии с палеогеоморфологическими (ландшафтными) зонами можно установить известную зональность в размещении полезных ископаемых в яснополянском надгоризонте: углей, бокситов, огнеупорных глин и кварцевых стекольных песков.

Первая палеогеоморфологическая зона (или область) характеризуется отсутствием перечисленных выше полезных ископаемых.

Во второй зоне имеются различного типа месторождения бокситов, высокоглиноземистых глин и частью кварцевых песков, а также угольные месторождения, но последние по своим размерам только в отдельных районах заслуживают некоторого внимания.

Третья зона заключает крупные месторождения углей и исключительно большие запасы огнеупорных глин и кварцевых песков. В четвертой и пятой зонах полезными ископаемыми в яснополянском надгоризонте являются лишь одни карбонатные породы — известняки и доломиты.

На палеогеографической схеме (см. рис. 108), кроме выделенных и описанных выше областей размыва и областей осадконакопления, нанесены также угленосные формации двух генетических групп — платформенной и геосинклинальной. Тем самым сделана попытка сопоставить угленакопление Подмосковного бассейна с одновозрастным (яснополянским) угленакоплением восточной части Русской платформы и Урала.

Угленосная формация Подмосковного бассейна отнесена к типу собственно платформенных, по классификации Г.А. Иванова. На западе бассейна дочетвертичный эрозионный срез ограничивает распространение этой формации, однако генетическая граница угленакопления, как предположительно показано на схеме, переходит на некотором, местами значительном расстоянии от современного контура распространения угленосной толщи. Наиболее близко к современному генетический контур угленосной формации расположен в районе г. Смоленска. Несколько восточнее, у г. Ярцево, в основании бобриковского горизонта местами присутствуют бокситовые породы, указывающие на близость области сноса. На севере генетическая граница бассейна проходит между Боровичами и Тихвином. Здесь полностью выклинивается бобриковский горизонт, а угленосная фация тульского горизонта сменяется бокситоносной.

На северо-востоке генетические контуры Подмосковного бассейна точно не установлены. Глубина залегания угленосной толщи здесь превышает 200 м, поэтому поиски углей не проводились. Единственным критерием для прослеживания границ бассейна в этом направлении являются данные глубокого опорного и нефтепоискового бурения, а также артезианских скважин. Небольшое число скважин, расположенных в десятках километров друг от друга, позволяет лишь грубо ориентировочно наметить контур распространения угленосной формации параллельно и несколько севернее линии Калинин — Москва — Рязань.

На юго-востоке контур промышленной угленосности следует намечать где-то между г. Моршанском и Тамбовом — Морсово — Зубовой Поляной. В первом пункте развита угленосная толща яснополянского надгоризонта; имеются указания на наличие в ней углей. В трех других пунктах бурение показало генетическое выклинивание всей или почти всей яснополянской толщи на обширном возвышенном участке палеорельефа, сочленявшемся в нижнем визе с поднятием, существовавшим на месте современного Воронежского массива.

На юге границы Подмосковного бассейна имеют несколько иной, более сложный характер. На участке от г. Ряжска до г. Щекина и далее на запад до г. Чекалина отмечается фациальное замещение прибрежноморских и прибрежно-континентальных угленосных осадков яснополянского надгоризонта континентальными. Среди последних развиты образования коры выветривания и переотложенные продукты латеритного выветривания (бокситовые породы и каолинитовые глины), указывающие на близость находившегося южнее большого участка суши, Михайлова и др.

В центральной части Воронежского массива верхнепалеозойские породы были полностью денудированы в предюрское время, поэтому нельзя утверждать, что здесь не отлагались осадки нижнего карбона, в том числе и яснополянского надгоризонта. Характер отложений и состав фауны окского надгоризонта в южном крыле Подмосковного бассейна и в Белгородском районе вполне определенно указывает, что вся площадь Воронежского массива в это время была перекрыта морским бассейном. В более ранний период (тульский и бобриковский) здесь, вероятно, континентальный режим многократно сменялся прибрежно-морским. Во время существования последнего, по-видимому, седиментация была не повсеместной, существовали участки («острова») суши, на которых шли процессы выветривания и сноса. Эти процессы общих поднятий местности охватывали всю центральную часть Воронежского массива.

He вполне ясен вопрос, где следует проводить генетический контур Подмосковного бассейна на юго-западе. Очевидно лишь, что современная эрозионная граница распространения бобриковских и тульских отложений в районе гг. Спаск-Деменска, Людиново, Жиздры и Болохова находится не в пределах краевой зоны области седиментации яснополянского времени. На это указывает ряд фактов: 1) форамини-феровые комплексы тульского горизонта Подмосковного бассейна и находящегося в 300 км юго-западнее Ельского района (Припятский прогиб) имеют большое сходство; 2) эрозионная граница в этой части бассейна пересекает несколько депрессий палеорельефа, к которым приурочены максимальные мощности угленосной толщи (свыше 100 м); 3) в рассматриваемых районах нигде не подмечен переход угленосной формации в бокситоносную. В соответствии с этим на палеогеографической карте области седиментации Припятского прогиба и Подмосковной впадины показаны соединяющимися.

Большое поле отложений яснополянского надгоризонта на востоке Русской платформы (около 100 тыс. км2) также должно быть отнесено к числу территорий, сложенных угленосной формацией собственно платформенного типа. Некоторые отличия Камской и Ульяновско-Саратовской угленосных площадей от Подмосковного бассейна, выраженные в большей степени метаморфизма углей, в более ярком проявлении структурной дифференциации отдельных участков, в больших максимальных значениях мощности угленосной толщи и др., дают некоторые основания относить визейские угленосные формации востока Европейской части Советского Союза к субгеосинклинальному типу древней платформенной группы, по генетической классификации угольных формаций Г.А. Иванова.

Несмотря на сходство состава и строения угленосных толщ в двух указанных частях Русской платформы, они не принадлежали к единой непрерывной зоне угленакопления бобриковского времени. Связь между Подмосковным бассейном и Камской площадью имела место лишь в тульское время на пространстве между районом г. Горького, Вологды и Котласа. Вполне возможно, была связь зоны угленакопления Подмосковного бассейна с восточной угленосной площадью вдоль южной окраины Воронежского массива — от Саратова к Балашову, Канте-мировке, Новому Осколу и Белгородскому району, — а от последнего к южному крылу бассейна. Как уже было сказано несколько выше, при рассмотрении общих палеогеографических условий, единство площади углеобразования южного крыла Подмосковного бассейна и Белгородского района могло быть очень кратковременным.

По типу угленакопления Белгородский район близок к Подмосковному бассейну, хотя и находится в несколько иных структурных условиях, а именно в области перехода южного склона Воронежского массива в северный борт Днепровско-Донецкой впадины. На расстоянии 100—200 км к югу угленосная формация этого района переходит в карбонатную морскую, подстилающую угленосную геосинклинальную формацию Донецкого бассейна более молодого возраста — от веневского горизонта C1 до самых верхних горизонтов Сз включительно.

Вдоль северной окраины Днепровско-Донецкой впадины (или по-южному склону Воронежского массива) ранневизейская угленосная формация предположительно протягивается далеко на запад от Белгородского района до г. Мозыря в Припятском прогибе, являющимся западным окончанием Днепровско-Донецкой впадины, В самые последние годы в Припятском прогибе выявлены небольшие угленосные участки на площади распространения визейских отложений (Голубцов, 1956 и др.). В основании визейского разреза в районе гг. Мозыря, Ельска и др. залегает мощная от 100 до 200 м (в Ельской депрессии до 500 м) толща пестроцветных каолиновых глин и кварцевых разнозернистых песков с прослоями углистых глин и углей (до 0,5 м), относимая к бобриковскому горизонту. Выше лежат отложения тульского горизонта, представленные внизу пестроцветными и местами черными карбонатными глинами с морской фауной, кварцевыми песками и пластами углей мощностью 0,6—1,25 м. Верхняя часть горизонта отличается наличием в глинах тонких прослоев известняков; углистые глины и пласты угля присутствуют в ней также.

Вышележащие горизонты визейского яруса — алексинский, михайловский и веневский, представленные преимущественно морскими осадками, по мощности и составу фауны весьма сходны с верхневизейскими: отложениями Подмосковного бассейна. Учитывая общий характер разреза угленосных отложений, качество углей (бурые со слабо выраженными чертами перехода к длиннопламенным) и пологое залегание нижнекаменноугольных пород, угленосную формацию Припятского прогиба следует отнести, по последней классификации Г. А. Иванова, к субплатформенной зоне передового прогиба геосинклинальной формации Донецкого бассейна.

Угленосные площади Припятского прогиба являются связующим звеном между платформенным Подмосковным и геосинклинальнымя Донецким и Львовско-Волынским бассейнами. Ранневизейская (бобриковско-тульская) угленосные формации Подмосковного бассейна не находит своего возрастного аналога в угленосной толще Донецкого бассейна, где самые нижние угольные пласты встречены на значительно более высоком стратиграфическом уровне (в веневском горизонте) и основная угленосность связана со средним карбоном, поэтому два эти бассейна должны быть отнесены к разным провинциям.

Рассматривая генетическую связь визейской угленосной формации Русской платформы с одновозрастными формациями геосинклинального типа на Урале, следует согласиться с точкой зрения А.К. Матвеева, выделившего особую Московско-Уральскую провинцию. Угленакопление в Подмосковном бассейне и на Камской площади происходило одновременно и в близких фациальных условиях, как и в Кизеловском бассейне. Иным было лишь геотектоническое развитие последнего, что привело к метаморфизму углей и вмещающих пород. Можно предполагать, что между геосинклинальной формацией типа внешнего прогиба западного склона Урала и Камской площадью, расположенной на платформе, находятся переходные формации, скрытые сейчас в зоне глубокого Предуральского прогиба.

Интересный вопрос о парагенетических взаимоотношениях визейской угленосной формации Русской платформы с другими формациями (безугольными) еще мало разработан. Достаточно определенно установлена связь между бокситоносными и угленосными формациями тульского и частью бобриковского возраста. Переход одних в другие отмечен не только в сопредельных частях Тихвинского и Боровичского районов, что известно еще с 30-х годов, но также в южном крыле Подмосковного бассейна, в Белгородском районе, на южном склоне Тиманского кряжа и, предположительно, в Припятском прогибе.

Отмеченная в ряде работ парагенетическая связь угленосных отложений е нефтеносными в нижнем карбоне Волго-Уральской области в свете последних специальных исследований, проведенных группой сотрудников институтов ВНИГРИ и ВНИИГАЗ, мало вероятна. Геохимический и фациальный анализы отложений, а также подробное изучение вещественного состава нефтей привели ряд исследователей к выводу о вторичном происхождении нефти в бобриковском и других горизонтах карбона.

Приведенные выше данные и выводы о закономерностях угленосности отложений яснополянского надгоризонта и о парагенетической связи углей и бокситовых пород в центральных и смежных с ними областях Русской платформы позволяют сделать следующий прогноз для обнаружения новых угленосных (и бокситоносных) площадей в пределах этого крупного региона,

В самом Подмосковном бассейне возможно расширение границ угленосности в районах, прилегающих к гг. Москве, Вязьме, Калинину и Рязани. Отсутствие глубоких буровых скважин к востоку и северо-востоку от Москвы не позволяет точно установить границу угленосной, зоны на обширном пространстве между имеющимися точками опорного бурения — Москвой и Редкино на западе и Судогдой и Любимом на востоке.

Наиболее крупная перспективная угленосная площадь намечается: в северной части Пермской и в восточных районах Кировской областей, между гг. Пермью, Кировым, Ижевском и Троицком-Печорским.

На северном борту Днепровско-Донецкой впадины и на южном склоне Воронежского массива, вероятно, имеются пока еще не выявленные угленосные площади, аналогичные Белгородской.

На всех этих перспективных по угленосности площадях предполагается значительная глубина залегания угленосных отложений (бобриковских), а следовательно, гидрогеологические условия должны быть весьма сложными.

Что касается бокситов и высокоглиноземистых глин, связанных в своем распространении со второй палеогеоморфологической зоной, оконтуриваемой изогипсами +0 и -25 м, то в пределах, доступных для поисков, они могут быть встречены лишь на склонах Воронежского массива и в южном Притиманье, если не говорить об известных уже освещаемых поисками пространствах Тихвинского и Онежского районов, а также южной окраины Подмосковного бассейна.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: