Общая характеристика истории геологического развития Печорского угольного бассейна

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Общая характеристика истории геологического развития Печорского угольного бассейна

25.04.2020

Выяснение истории развития территории Печорского угольного бассейна наталкивается на значительные трудности. Они обусловлены малой изученностью древних отложений, выходы которых на поверхность имеются только на положительных структурах, обрамляющих и пересекающих пермские отложения (Урал, поднятия Чернышева и Чернова, Пай-Хой). Поэтому до последнего времени взгляды на генетическую природу бассейна и историю его развития значительно расходились.

М.М. Тетяев включал всю площадь угольного бассейна в складчатую зону Урала; он рассматривал все положительные структуры в пределах бассейна как кулисообразные складки Уральской системы, расширяющейся за счет платформы.

Д.В. Наливкин считал, что зона западного склона Урала уходит в Тиман и что всю область между Тиманом и Северным и Полярным Уралом следует рассматривать как своеобразную область виргации варисских складок. Близкие взгляды развивал М.М. Ермолаев.

А.А. Чернов и О.Л. Эйнор рассматривали территорию бассейна как область геосинклинали. Н.Н. Тихонович также включал ее в Уральскую геосинклинальную область, указывая в то же время, что мобильность постепенно падает с востока на запад, но что она во всяком случае на всем протяжении (включая Тиман) превосходит мобильность платформенных областей на протяжении всего времени до конца варисских движений.

Н.С. Шатский и Н.М. Страхов видят в Печорском бассейне область краевого прогиба. Н.С. Шатский включает ее в состав Восточно-Европейской платформы. К.Г. Войновский-Кригер также рассматривает площадь угольного бассейна, как область краевого прогиба. При этом он не считает ее частью герцинской платформы, а склонен видеть в краевом прогибе самостоятельную категорию, отличную от платформ и геосинклиналей.

В последнее время взгляд на Печорский бассейн как на краевой прогиб Уральской геосинклинальной области получил общее признание.

Самая северная, более широкая, часть Предуральского краевого прогиба, примыкающая к Полярному и частично Приполярному Уралу, названа в главе пятой Печорским прогибом. По своей форме он напоминает треугольник с вершиной, обращенной на юг, и как бы раскрывается к северу. Северный борт прогиба неизвестен, так как Карская синклинальная структура полностью не обнажена и скрывается под Карским морем. По всей вероятности, пермский палео-Урал поворачивал к северо-западу, приблизительно параллельно простиранию современного Пай-Хоя, и протягивался в этом направлении где-то в районе современной Байдарацкой губы. Южная вершина треугольника расположена у примыкания кряжа Чернышева к Уралу. Южнее прогиб сужается, мощность палеозойских отложений уменьшается, степень метаморфизма падает, угле-ность пермских отложений затухает. Пермские угли здесь бурые, нижнекарбоновые (Еджыд-Кырта) газовые. Эта часть Предуральского прогиба в настоящем томе названа Верхнепечорским прогибом.

На территории Печорского прогиба в настоящее время располагается несколько крупных интенсивно дислоцированных антиклинальных структур (Пай-Хой, поднятия Чернова и Чернышева и др.). В пермское время эти структуры или вовсе не были выражены или же представляли собой участки прогиба, более устойчивые в геотектоническом отношении с несколько меньшими амплитудами циклических колебаний и общего погружения. В пользу такого представления свидетельствует отчетливое фациальное сходство нижнепермских отложений на северо-восточном берегу о. Вайгач, на северо-восточном и юго-западном склонах Пай-Хоя, в Хальмеръюском и Воркутском угленосных районах, В Воркутском и Нижне-Сыръягинском месторождениях, разделенных поднятием Чернова, хорошо синонимизируются как угольные пласты, так и морские фаунистические горизонты аячьягинской и рудницкой подсвит. Непрерывный генетический ряд представляют собой и разрезы печорской серии в Сейдинском, Тальбейском (кряж Чернышева) и Средне-Адзьвинеком месторождениях.

Представление о характере общей структуры Печорского прогиба дают изопахиты отложений воркутской и печорской серий, проведенные на рис. 7, 8, 12, 14. Kaк показывает изучение поведения угольных пластов и явлений их расщепления, на площади прогиба периодически возникали более мелкие очень пологие структуры в виде антиклинальных поднятий незначительной амплитуды, на которых формировались наиболее мощные угольные пласты. Более интенсивные дислокации пермских отложений могли возникать лишь в приуральской зоне в связи с продолжавшейся инверсией геосинклинальной области.

Время заложения Печорского прогиба разными исследователями определяется по-разному. Ю.М. Пущаровский и большинство других исследователей считают, что развитие прогиба охватило период с начала перми до конца триаса, а К.Г. Войновский-Кригер допускает гораздо более раннее заложение прогиба, по крайней мере с силура, а, возможно, с ордовика.

Характерной особенностью Печорского прогиба является его асимметричность. Имеющиеся данные о мощностях серий и свит пермских отложений показывают, что ось прогиба (полоса максимального прогибания и наиболее интенсивного осадконакопления) была приближена к палео-Уралу, являвшемуся областью размыва. Более крутой склон прогиба, примыкавший к области размыва, может быть назван пригеосинклинальным, а противоположный более пологий — приплатформенным.

При реконструкциях общей картины пермского осадконакопления намечается постепенная миграция в западном направлении как краевого прогиба — его оси и границы с платформой, так и инверсионного поднятия Уральской геосинклинальной области или палео-Урала. С течением времени площадь прогиба постепенно увеличивалась за счет вовлечения в прогиб краевых частей платформы и в верхнепермское время была наибольшей. Углеобразование в этот период происходило не только на всей территории прогиба, но и в смежных районах платформы.

В строении Печорского бассейна и прилегающих областей отчетливо намечаются три структурных этажа: нижний, сложенный древними доордовикскими отложениями, средний, включающий отложения от ордовика до триаса включительно, и верхний, включающий юрские, меловые и кайнозойские отложения. Этажи разделены резкими стратиграфическими и угловыми несогласиями. Стратиграфические перерывы известны также в девоне, на границе карбона и перми и, по-видимому, на границе перми и триаса, но угловых несогласий при этом не наблюдается.

На границе перми и триаса на большой площади северо-восточной части бассейна произошли крупные излияния базальтовой лавы, возможно, связанные с глубинными разломами. Их можно рассматривать как последнее проявление собственно герцинских движений.

Надо полагать, что тектонические движения, создавшие современный тектонический рельеф прогиба, произошли в отрезок времени, соответствующий перерыву между средним и верхним структурными этажами. Повсеместное отсутствие нижнеюрских отложений говорит о том, что в это время произошли крупные дифференцированные поднятия и, очевидно, связанные с ними процессы складкообразования. Как известно, с нижнеюрским временем связывается раннекиммерийская фаза мезозойского (тихоокеанского) тектогенеза. В описываемом регионе эта фаза, возможно, должна рассматриваться как заключительная фаза герцинского тектогенеза, создавшего Урал. Несомненно, что процессы тектогенеза продолжались и в течение последующей геологической истории региона, но они, по-видимому, повлекли за собой лишь дальнейшее усиление ранее созданных структур.

Доордовикский период


Породы протерозоя и кембрия известны только на Урале, Тимане и на крайнем северо-западе Пай-Хоя. Они представлены различными, преимущественно тонкозернистыми, осадками с туфогенным материалом, перемежающимися с излияниями лав. Обилие вулканогенных пород, значительные мощности, высокая степень метаморфизма и наличие мощной фазы складчатости, имевшей место скорее всего в эпоху среднего — верхнего кембрия (салаирская фаза), отчетливо указывают на геосинклинальный характер развития этих регионов. Складчатость сопровождалась внедрением интрузий и завершилась воздыманием всей области и длительной эпохой денудации, когда эрозионным срезом были обнажены глубинные интрузии. Эрозия продолжалась вплоть до ордовика, а в западной части; прилегающей к Тиману, и позже, вплоть до силура.

Простирание доордовиковых структур в основном тиманское (северо-запад — юго-восток).

Возможно, что в доордовике территория Печорского бассейна также представляла собой геосинклинальную зону.

Доордовикские породы обычно рассматриваются как складчатое основание вышележащей осадочной толщи.

Оордовик—карбон


В нижнем ордовике в Приуралье формировались мощные толщи кварцитовых песчаников. Полоса их прерывается лишь в районе рек Лемвы и Юньяхи (Лемвинская фациальная зона), где в это время отлагались глинистые породы грубеинской (филлитовой) свиты. Ряд признаков говорит за то, что кварциты образовались в прибрежной мелководной области моря. Быстрое уменьшение мощностей к востоку, в сторону осевой части Урала, и уменьшение роли конгломератов в этом же направлении свидетельствуют о том, что площадь Печорского бассейна являлась в это время зоной размыва. В среднем ордовике повсеместно формировались осадки более тонкозернистые, а в эпоху верхнего ордовика — терригенно-карбонатные.

На Пай-Хое и в северной части Полярного Урала в этот период обстановка осадконакопления отличалась большой сложностью. На одних участках отлагались довольно мощные карбонатные, на других — сланцевые или вулканогенные осадки, представляющие собой переход к фациям Лемвинской зоны.

В силуре, девоне и карбоне на всей основной площади Печорского бассейна отлагались мощные (до 3000—4000 м) карбонатные осадки; отсутствие продуктов вулканизма и устойчивость фациальных обстановок на огромных площадях говорят о субплатформенных условиях развития.

Осадки Лемвинской фациальной зоны более отвечают условиям геосинклинальных областей, что доказывается широким развитием кремнистых, глинистых, радиоляриевых и граптолитовых сланцев, птероподовых и цефалоподовых известняков, туфогенных образований и прослоев эффузивов при значительном метаморфизме всех отложений.

Для кряжа Чернышева характерно отсутствие осадков нижнего и частично среднего девона.

В нижнекарбоновое время в предгорьях Урала, по-видимому, в дельтовых условиях, образовалась угленосная толща Щугор-Вуктыльского района. К северу эти отложения переходят в морские, сохраняя, однако, вплоть до р. Кожима свой терригенный состав. Некоторые исследователи полагают, что область размыва в это время также была на западе.

Накопление карбонатных толщ карбона завершилось фазой перерыва в осадконакоплении, прослеженной от Пай-Хоя до Средней Печоры и Тимана. На большей части площади бассейна указанный перерыв охватил весьма длительное время — от низов среднего или даже верхов нижнего карбона до середины сакмарского века.

Пермский период


Следующий крупный этап геологического развития бассейна охватывает всю пермь. К этому этапу относится развитие Печорского прогиба.

В начале сакмарского века происходит общее погружение территории бассейна; трансгрессия нижнепермского моря шла, по-видимому, в основном с юго-запада. В нижнесакмарское (швагериновое) время осадконакопление происходило на юго-западе и юге бассейна. В дальнейшем осадкообразование стало повсеместным. Базальные слои, отвечающие началу пермской трансгрессии, везде представлены карбонатными или карбонатно-глинистыми осадками со следами размыва и перемыва подстилающих осадков.

Фации регионально выдержанной мергелистой толщи, залегающей

в основании юньягинской серии, указывают на эпиконтинентальное мелкое море нормальной солености и теплый климат. В Лемвинской зоне Полярного Урала началось или продолжалось накопление терригенного флиша (кечьпельская свита) за счет размыва инверсионного поднятия центральной зоны Уральской геосинклинальной области.

Выше по разрезу мергелистые осадки сменяются терригенными осадками аргиллитовой толщи с угнетенной морской фауной и растительными остатками. На юго-западе бассейна продолжается накопление карбонатных осадков саръюгинской толщи с фациями и мощностями, близкими к аналогичным осадкам краевой зоны северо-востока Русской платформы. На юго-западе граница краевого прогиба проходит в это время где-то между кряжем Чернышева и Интой и приблизительно совпадает с границей зон сероцветных терригенных и карбонатных осадков.

После накопления аргиллитовой толщи произошло некоторое новое значительное поднятие области размыва, с которым связано накопление осадков песчаниковой сублиторальной толщи гусиной свиты без фауны и с растительным мусором (кордаитов и хвощевидных). На юго-западе бассейна (юг гряды Чернышева) продолжалось отложение карбонатных осадков.

В бельковское время в восточной части бассейна отлагается толща глинисто-алевритовых осадков, в которых впервые намечается ритмичность, отражающая колебательный режим развития. Саръюгинские карбонатные фации отступают на юго-запад, площадь краевого прогиба расширяется; в Лемвинской зоне продолжается накопление кечьпель-ского флиша.

На границе бельковского и следующего, талатинского времени происходит новое воздымание палео-Урала. На территории бассейна сохраняется морской режим, но отлагаются более грубозернистые, сублиторальные и частично литоральные осадки талатинской свиты. Более отчетливо появляется ритмичность осадконакопления.

В воркутское и печорское время (кунгурский, уфимский и татарский века) происходит медленная регрессия моря, отступающего все далее и далее на запад. В течение всего этого времени на территории бассейна господствует режим мелких циклических колебаний, более быстрых и частых на востоке и северо-востоке и более медленных и редких на западе и юго-западе.

В нижневоркутское время (кунгурский век) на месте талатинского морского мелководья периодически образуется низменность, почти сплошь заболоченная, где происходит интенсивное торфонакопление.

В фазы затопления большая часть этой территории представляла собой мелководье, сильно опресненное, с очень широкой полосой песчаных отмелей (по-видимому, в основном подводных) и сравнительно узкой прибрежной полосой. Время от времени в лагуны проникали морские воды. С течением времени морские ингрессии становились все более редкими, и расширялась площадь, занятая опресненно-лагунными и болотными отложениями.

Так как регрессия шла в общем с востока и северо-востока (от палео-Урала), то в более восточных разрезах угольные слои, отвечающие болотным фациям, появляются в самых низах воркутской серии, а в юго-западных районах бассейна (например, Шарью-Заостренское месторождение) — только в основании печорской серии.

В районе Средней Печоры и дальше к юго-западу и югу наблюдается постепенный переход к другой ландшафтно-климатической, семиаридной и аридной зоне с гипсоносными и затем соленосными фациями лагун с повышенной соленосностью, ясно выраженными уже на юге Печорской синеклизы.

Анализ площадных изменений фаций и мощностей позволяет предполагать, что палео-Урал на территории от Средней Печоры до р. Силовы и оз. Осовей (примерно от 64° до 68° 40" с. ш.) располагался приблизительно в полосе современного Урала, местами (например, в районе около Юньягинского и Верхне-Сыръягинского месторождений) отходя несколько к востоку. В той части палео-Урала, которая располагалась к северо-востоку и востоку от Силовского месторождения, где уже в низах воркутской серии присутствуют конгломераты, рельеф был наиболее высокогорным или же область размыва по сравнению с другими районами была приближена к области угленакопления.

В течение верхневоркутского (уфимского) времени происходит еще большее опреснение бассейна седиментации, в связи с чем морская и солоноватоводная фауна отмечается лишь в более западных районах бассейна, в низах верхневоркутской свиты (Усинское, Верхне-Роговское, Тальбейское месторождения, юг Воргашорского).

Угленосность в верхневоркутское время отмечается не только на территории бассейна, но и за ее пределами (район Средней Печоры). Западнее кряжа Чернышева отлагаются пестроцветные терригенные породы значительной (100 м и более) мощности.

В самом конце уфимского или в начале казанского века происходят новые поднятия палео-Урала, что фиксируется появлением в печорской серии мощных пачек конгломератов и песчаников. Одновременно происходит дальнейшее обмеление, опреснение и частичное расчленение бассейна. Эта тенденция сохраняется и развивается в течение всего печорского времени. С ней связано образование полосы обогащенных конгломератами осадков у восточной окраины Печорского бассейна (пембойская фация печорской серии). Вместе с тем зона опресненно-лагунно-болотного или озерно-болотного ландшафта продвигается далее на запад и юго-запад и выходит, вероятно, далеко за пределы оконтуренной сейчас территории Печорского бассейна, на что, в частности, указывает характер фаций печорской серии в Тальбейском и Ватьярском месторождениях.

К концу печорского времени, отвечающему уже татарскому веку, начинается уменьшение влажности климата на западе и юго-западе бассейна, что фиксируется появлением отдельных слоев пестроцветов и увеличением количества известковистых конкреций; в связи с этим ухудшаются условия углеобразования.

Триас


На границе печорского и хейягинского времени происходят новые значительные поднятия палео-Урала и его дальнейшая миграция на запад; одновременно отмечаются значительные движения и в области седиментации, с которыми связаны региональные излияния базальта на значительной площади бассейна. Обновляется весь геотектонический режим: более или менее правильные колебательные движения сменяются почти беспорядочными и менее ясно выраженными. Климат также быстро изменяется (вероятно, в связи с перераспределением основных форм мегарельефа) и становится семиаридным на всей площади бассейна. В связи с этим прекращается углеобразование. Угленосные молассы печорского времени сменяются красноцветной и пестроцветной молассой хейягинской серии.

В начале хейягинского времени на северо-востоке бассейна накопляются мощные грубообломочные осадки тальмаюской фации нижне-хейягинской свиты. Конгломератовые толщи отражают интенсивные поднятия в области размыва.

В нижнехейягинское время весь Печорский бассейн, вероятно, представлял собой предгорную низменность с крупными озерами и речными дельтами, переходящими на восток в фации подножия палео-Урала. Это время отвечает нижнему триасу и, может быть, частично татарскому веку. Осадки нижнехейягинской свиты постепенно переходят в одновозрастные и очень сходные пестроцветные и красноцветные платформенные отложения северо-востока Русской платформы. В районе Тальбея установлены признаки размыва и переотложения нижнепермских морских осадков.

В верхнехейягинское время (верхний триас) эпизодически вновь возникают более правильные циклические движения области седиментации и намечается новая, однако непродолжительная и слабая фаза углеобразования, с которой в бассейне р. Б. Сыни связан угольный пласт рабочей мощности. Углеобразование быстро прекращается и сменяется накоплением безугольных терригеных отложений, еще мало изученных. В конце триаса или начале юры на территории Печорского бассейна происходит общее поднятие, в связи с чем прекращается седиментация.

Таким образом, основная и завершающая фаза герцинской складчатости на территории Печорского бассейна, определившая угленосные структуры, относится к границе триаса и юры (прежние представления об ее пфальцском возрасте, очевидно, неверны), т. е. близка или совпадает по времени с так называемой древнекиммерийской фазой мезозойского (тихоокеанского) тектогенезиса:

Юрско-меловой период


На территории между Тиманом и Уралом известны две площади развития осадков этого возраста. На одной из них развиты среднеюрские, верхнеюрские и нижнемеловые отложения, выполняющие обширную Печорскую синеклизу, погружающуюся под воды Баренцева моря. На другой, расположенной в Приуральской части бассейна, в районе Сейдинского и Усинского месторождений, развиты верхнемеловые отложения.

Отсутствие юрских и нижнемеловых осадков к востоку от кряжа Чернышева может говорить о том, что в течение всего этого времени территория бассейна являлась сушей.

Ко времени образования верхнемеловых (сантонских) отложений на основной территории Печорской синеклизы образовалась суша, а на месте Печорского прогиба возникла депрессия, в которую ингрессировало сантонское море, возможно, через Урал со стороны Западно-Сибирской низменности, покрытой в то время морем.

Для отложений юрского и мелового морей довольно характерно присутствие осадков, по внешнему виду напоминающих морену (с которой их часто путали в прошлом). Участие ледового фактора в их образовании говорит о связи юрских и меловых морей с полярным бассейном.

Палеогеновый и неогеновый периоды


История развития Печорского бассейна в эти периоды изучена недостаточно. В последнее время получены новые материалы по фауне и флоре, свидетельствующие о том, что нижние горизонты осадков, ранее относимых к четвертичным, могут относиться к палеогену.

Четвертичный период


Разрез четвертичных отложений на территории бассейна и прилегающих районов пока с некоторой долей условности относится к плейстоцену, в течение которого дважды происходили похолодание и интенсивное оледенение прилегающих гор. Время между оледенениями характеризовалось значительным потеплением. С плейстоценовым временем связана и крупная трансгрессия бореального моря. Сочетание оледенений и трансгрессий наложило своеобразный отпечаток на состав отложений и современный рельеф. Главным центром оледенения был Урал. С его склона спускались ледники, медленно двигавшиеся по направлению к трансгрессировавшему с севера морю. Береговая линия подходила очень близко к Уралу. Она отмечается находками фауны в буровых скважинах в районе г. Воркута, станций Абезь и Кочмес, в обнажениях по берегам рек Печоры и Усы. На месте современной Печорской низменности располагалось обширное Урало-Тиманское море. К концу плейстоцена море отступило. В голоцене отмечаются четыре незначительные по своим масштабам трансгрессии, с которыми связано образование трех прибрежно-морских террас.

Последнее оледенение, образовавшее горизонт «верхней морены», имело большое значение для развития рельефа, так как именно с ледниковой аккумуляцией связаны все формы рельефа равнинной части района и, в частности, образование широкой полосы конечных морен, тянущихся параллельно Уралу и Пай-Хою и выраженных грядовым рельефом с крупными озерами, имеющими причудливую форму. Ближе к Уралу располагается пологохолмистый и пологогрядовый рельф (озы и друмлины). К западу от конечных морен отмечаются участки камовых образований.

С таянием ледника начала формироваться речная сеть. Первоначально это были широкие ложбины стока флювиогляциальных вод, но постепенно долины углублялись и приняли современный вид. Развитие речной сети, с одной стороны, вызвало разрушение только что созданного аккумулятивного ледникового рельефа, а с другой — привело к формированию новых наиболее юных форм рельефа в виде речных долин, озерных и речных террас, число которых соответствует количеству поздне- и послеледниковых трансгрессий. Разрушение ледникового рельефа к настоящему времени приняло очень широкие размеры. Почти не остается уже не затронутых эрозией водораздельных площадок.

Одной из очень широко развитых форм денудации являются процессы солифлюкции, придающие поразительную сглаженность всем формам рельефа. Поэтому рельеф тундры представляется сейчас как очень полого- или плосковолнистый, а местами — очень пологогрядовый. Только на отдельных участках — останцах, которые еще слабо или совсем не затронуты эрозией, сохранились реликты форм аккумулятивного рельефа плейстоцена, но и они значительно сглажены влиянием солифлюкций.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: