Песчаники Печорского угольного бассейна

Песчаники составляют в среднем около 40—45% объема угленосной толщи с колебаниями по отдельным разрезам от 30—35 до 50%. В приуральских разрезах частично замещаются конгломератами и вместе с ними составляют 55—60%, а в печорской серии 70—80%.

Во всех разновидностях песчаники существенно полимиктовые, материал их представлен более чем двадцатью компонентами — мономинеральными зернами и обломками пород. Резко преобладают обломки кремнистых и глинистых сланцев, затем эффузивов (главным образом средних и основных). Среди мономинеральных зерен — кварц и полевые шпаты, главным образом кислые плагиоклазы в разных соотношениях. Все остальные компоненты составляют не больше нескольких процентов, среди них наиболее характерны слюды (мусковит, биотит), аллотигенные хлориты.

Содержание тяжелой фракции обычно меньше 0,2%. Она представлена рудными минералами, эпидотом, цоизитом, гранатами, рутилом, сфеном и др.

Количество цемента песчаников колеблется, но в среднем составляет 25—30%. Представлен цемент в основном глинистыми минералами, хлоритами и карбонатами (главным образом кальцит и анкерит, меньше доломит и сидерит), изредка встречается кремнистый цемент. Как резко подчиненные примеси встречаются в них также сульфиды железа, окислы железа, органическое вещество, лейкоксен. В целом песчаники отличаются от алевролитов и аргиллитов большей общей карбонатностью и относительно большим содержанием карбонатов кальция и магния. Среднее содержание растительного углерода около 0,3% (в шесть раз меньше, чем в аргиллитах), карбонатного углерода 1,7% (в пять с половиной раз больше, чем в аргиллитах), кремния 27,4%, алюминия 7,2%, железа 4,2% (немного меньше, чем в аргиллитах и алевролитах), кальция 4,2% (более чем в четыре раза, чем в аргиллитах), магния 1,8%, серы 0,15%.

Неоднократно предлагались различные классификации песчаников по петрографическому составу. Однако выделенные группы не отвечают определенным фациальным группам. По гранулометрическому составу резко преобладают песчаники мелкозернистые с господством фракции 0,1—0,25 мм и переходные алевритовые. Широко распространены также мелко-среднезернистые песчаники (0,1—0,5 мм). Крупно-и грубозернистые песчаники составляют в среднем менее 5% общего объема песчаников и распространены главным образом в приуральских разрезах. -

По комплексам признаков выделяется более десяти литогенетических типов и несколько десятков подтипов песчаников.



Песчаники мелко- и реже среднезернистые; волнисто-линзовидно-или косоволнистослоистые благодаря скоплениям растительного шлама и небольшого количества детрита; более или менее хорошо отсортированы. Фауны обычно нет, изредка встречается эвригалинная морская фауна. Иногда бывают включения минерализованной древесины. Всегда присутствуют песчано-анкеритовые, кальцито-анкеритовые или сидерито-кальцитовые конкреционные линзы и конкреции. Часто встречаются включения гальки, алевролита или аргиллита, но обычно немногочисленные и залегающие в разных горизонтах слоя. Мощность песчаников не меньше 1 м и не больше 20—25 м. Верхний и нижний переходы в другие породы бывают резкими, постепенными и через переслаивание. Иногда нижний контакт врезан в подстилающие породы, но односторонне-косая слоистость и включения подстилающих пород у нижнего контакта отсутствуют или мало выражены. Крупность зерна в пределах данного пласторазреза может быть постоянной или несколько меняться, но максимальная крупность зерна обычно не связана с самой нижней частью разреза песчаника. По площади эти песчаники обычно довольно устойчивы, хотя сильно колеблется их мощность и изменяется строение. Часто они содержат прослои алевролитов и аргиллитов небольшой мощности. В чередовании пород эти песчаники занимают определенное положение в циклах первого порядка; обычно наиболее удалены от угольного пласта.

Песчаники с конкреционными линзами многократно повторяются во всех разрезах угленосной формации и составляют 20—40% от ее общего объема и более 70% — от объема песчаников. Фациальный анализ с учетом положения в циклах показывает, что этот тип песчаников отвечает фации очень широких подводных баров (пересыпей, отмелей, банок), отделявших лагунное заболоченное побережье от открытого водоема морского или остаточно морского (озерного) типа. Если даже оспаривать правильность этой фациальной интерпретации, тип породы с указанным комплексом признаков выделяется с полной достоверностью как один из характернейших элементов угленосной формации. В зависимости от состава конкреций, деталей строения, текстуры, сортировки, состава и количества органических остатков этот тип песчаников разделяется на подтипы, соответствующие вариациям уеловий осадконакопления в баровых отмелях на различных этапах климатического и геоморфологического развития обстановки угленакопления.



Эти песчаники неравномернозернистые с господствующей крупностью зерна больше 0,5 мм, часто с примесью гравия и гальки или с линзами и прослоями гравелита и конгломератов. Слоистость неправильная, местами отсутствует, иногда крупная односторонне-косая или односторонне-косоволнистая, временами перекрестно-косоволнистая, изредка перекрестно-косая. Часто наблюдается ритмическая сортировка (градуированная слоистость). Фауны нет. Встречаются крупные обугленные растительные остатки, скопления древесины, стволы деревьев.

Конкреции обычно отсутствуют, но встречаются скопления остаточных сидеритовых и других конкреций пролювиального происхождения. В разностях этого типа, переходящих к другим типам песчаников, иногда наблюдаются слабоминерализованные карбонатные конкреции. Крупность зерна в разрезе обычно несколько уменьшается снизу вверх, а сортировка улучшается, хотя и с колебаниями. Нижний контакт всегда резкий, с размывом подстилающих отложений, верхний — более постепенный. Песчаники этого типа залегают в виде неправильно вытянутых, иногда рукавообразных тел и линз. Иногда на площади они во всех направлениях переходят в песчаники с морской фауной, но чаще резко контактируют с самыми разнообразными отложениями и еще чаще вверх постепенно переходят в песчаники с конкреционными линзами. В чередовании пород не занимают такого постоянного места, как песчаники предыдущего типа, но приурочены обычно к трансгрессивным частям циклов. Мощность не меньше нескольких метров, а иногда достигает 30—40 м.

Песчаники с этим комплексом признаков распространены менее широко, чем песчаники барового типа с конкреционными линзами, но все-таки встречаются в самых разнообразных разрезах угленосной, формации, в особенности в Приуральской зоне.

Эти песчаники во многом напоминают типичные русловые песчаники, однако они отличаются отсутствием ярусного строения, хорошо развитой диагональной слоистостью и тесным сочетанием с баровыми песчаниками. Вероятнее всего, песчаники этого типа соответствуют фации устьевых русловых отложений, несколько переработанных волнами при затоплении устья реки трансгрессирующим бассейном.



По большинству признаков эти песчаники сходны с песчаниками первого типа, но отличаются от них несколько худшей сортировкой, более частыми включениями аргиллитов, преобладанием среднезернистых разностей и главным образом — резким контактом размыва с подстилающими породами и меньшей устойчивостью по площади. Чаще проявления односторонней и косой слоистости. Обычно залегают в форме неправильных или вытянутых линз, образующих крупные «карманы» в подстилающих алевролитах и аргиллитах.

Судя по характеру залегания и поведения в циклах, генезис этих песчаников может быть связан с подводными дельтами и перемывом волнами приустьевых речных выносов. Характерны прослои мощностью до нескольких десятков сантиметров неравномернозернистого песчаника, сильно обогащенного включениями аргиллитов и остаточными конкрециями, как это показано на табл. IV, вплоть до образования типичных «пуддингов».



В текстурном отношении эти песчаники аналогичны вышеописанным морским неоднородным алевролитам; более ясно слоистая разность выделяется в особый тип или подтип. Эти песчаники образуют обычно очень устойчивые по площади горизонты.

К песчаникам приурочена большая часть находок морской мелководной фауны с преобладанием пелеципод и брахиопод.

В низах воркутской серии и в ее западных разрезах широко распространены также более текстурно и структурно однородные разности песчаников с морской фауной, часто сильно известковистые.

Мощность обычно не более 1—2 м. Этот тип песчаников относится к отложениям крайнего мелководья прибрежной зоны моря, в частности к зоне мористого края барового волнового поля.