Юрская система Тургайского бассейна

В отличие от прибортовых зон прогиба в средней его части юрские угленосные образования представляют уже самостоятельный — второй цикл мезозойского углеобразования. Они залегают на различных по возрасту породах доюрского фундамента и сохранились в многочисленных разобщенных впадинах. Глубины последних изменяются от 100 до 1300 м, а площади — от 18 (Харьковская) до 2700 км2 (Мхатовская). Юрские отложения, выполняющие большинство известных впадин, содержат промышленную угленосность, а площади их развития рассматриваются как буроугольные месторождения. При этом в пределах крупных впадин в зависимости от распределения промышленной угленосности иногда выделяется несколько самостоятельных месторождений.

Юрские отложения сложены исключительно кластическими континентальными осадками и представлены всеми отделами. Отложения нижней и средней юры, которым подчинена основная угленосность бассейна, объединяются под названием убаганской угленосной серии. Отложения верхней юры, встреченные в нескольких впадинах к северо-западу от г. Кустаная, выделены В.А. Полухиной в виде коскольской свиты, а установленные в юго-восточной части бассейна обособлены И.В. Орловым и Т.В. Погодаевой в жимыкинскую свиту.



В серии выделены четыре свиты: черниговская и кушмурунская нижнеюрские, караганская и дузбайская среднеюрские. Стратиграфическое их положение обосновано данными палинологических исследований и результатами определений флоры. Корреляция разрезов юрских месторождений бассейна приводится на рис. 6.

Черниговская свита представлена чередующимися прослоями конгломератов и гравелитов, песчаников и алевролитов, которые отличаются плохой сортировкой. Окраска пород пестрая: зеленоватосерая, красно-бурая, серая. Значительную роль в составе пород играет материал переотложенной коры выветривания. В связи с этим нижняя граница свиты иногда выражена недостаточно четко и устанавливается условно. Верхняя граница свиты проводится по почве угольного пласта Нижнего Мощного. Мощность свиты непостоянна. В прибортовых частях впадин она до 150—200 м, а в осевых свита нередко отсутствует или же мощность ее уменьшается до нескольких метров.

Свита является непродуктивной. Как исключение, в ней иногда присутствуют прослои серых и темно-серых алевролитов, аргиллитов или углистых аргиллитов с невыдержанными по мощности и площадному распространению линзами бурого угля.

Палинологические комплексы из юрских отложений бассейна изучались Г.М. Романовской, В.А. Полухиной, Л.А. Вороховой, Н.Г. Ашимовой и др. Выявленный комплекс отражает папоротниково-беннеттитово-гинкгово-хвойный состав растительности. Присутствие характерных для верхнего триаса микроспор Ephedrites и Striatopinites позволило отнести черниговскую свиту к нижней половине нижней юры.

Из тех же отложений В.П. Владимирович собрана и определена флора — Cladophlebis sp., Equisetit.es ferganensis Sexv., Neocalamites hoerensis (Schimp.) Halle, Neocalamites sp., N. carrerei (Zeill.) Halle, Paracalamites turgaica Vlad., Czekanowskia setaceae Heer, Samaropsis ubagana Vlad., Pityophyllum longifolium (Nath.) Moell., на основании которой определен рэтский возраст свиты. Межведомственными совещаниями по составлению стратиграфических схем мезозойских отложений Урала, Средней Азии и Казахстана и Межведомственным совещанием по разработке унифицированных и корреляционных стратиграфических схем мезозоя, палеогена и неогена Казахстана черниговская свита отнесена к низам лейаса и самой верхней части рэта.

Литологические исследования позволили выделить в отложениях черниговской свиты два типа разрезов. Разрез первого типа установлен в прибортовых частях впадин, где широко распространены красно-бурые и зеленовато-серые несортированные конгломераты, гравелиты, разнозернистые песчаники, реже алевролиты. Текстура пород беспорядочная. Песчаники всегда содержат включения галек и гравия, а конгломераты и гравелиты — примесь песчаного материала. Макроскопически эти породы очень похожи на породы вишневской свиты, что указывает на одинаковые или близкие палеогеографические условия, в которых происходило их накопление. Борта впадин, заключающих месторождения Убаганской группы, сложены преимущественно эффузивами базальтового состава. В строении отдельных участков вблизи месторождения Кушмурун участвуют липариты. В восточном борту Эгинсайской впадины местами встречаются кремнистые породы и окремненные известняки. Соответственно породы черниговской свиты, распространенные в прибортовых участках, состоят почти исключительно из обломков перечисленных выше пород и продуктов их разрушения. Особенно распространены зерна и угловые обломки базальта и окатыши из глин коры выветривания. В подчиненных количествах встречаются халцедон, полевые шпаты, микрокварциты. В мелкой фракции присутствуют и пылеватые зерна кварца. Эти породы выделяются в виде базальтовых, а в случае примеси халцедона — халцедон-базальтовых граувакк. Там, где борта впадин сложены липаритами, обломки состоят из липарита, кварца, санидина, слюды. Черниговская свита месторождения Байконур представлена пестроцветными конгломератами, состоящими из неокатанных обломков и галек метаморфических сланцев и песчаников. Te же породы слагают западный борт Байконурской впадины, служивший областью сноса. Обломки имеют обычно неправильную форму. Они не окатаны либо угловато окатаны. Характерен обильный базальный глинисто-алевритовый цемент (заполняющая масса), подчеркивающий резкую разнозернистость пород. Пестроцветный глинистый материал в значительной степени принадлежит к продуктам переотложения коры выветривания пород фундамента, что также свидетельствует о недалеком переносе материала.

Разрез второго типа характерен для осевых частей впадин. Он имеет ритмичное строение и сложен крупными пачками конгломератов, гравелитов и песчаников, залегающих в основании ритмов, и подчиненными им по мощности прослоями алевролитов и аргиллитов, образующих верхнюю часть ритмов. Последние местами заключают невыдержанные по мощности и площадному распространению пласты угля. В составе обломочного материала в основном распространены халцедон, микрокварцит, кремнистые известняки с остатками фауны и редко кварц. Обломки пород, слагающих борта впадин, представляют исключение. Это указывает на то, что область сноса обломочного материала была иной. Хорошая окатанность галек кремнистых пород свидетельствует о далеком переносе материала.

Кушмурунская свита представляет собой первую или нижнюю угленосную свиту убаганской серии. За ее основание принята почва пласта Нижнего Мощного, а верхняя граница проводится по кровле невыдержанного по мощности к площадному распространению пласта 5, граничащего с отложениями караганской свиты. Поскольку последняя ложится на кушмурунскую свиту с размывом, граница между свитами местами опускается до кровли пласта 2. Максимальная мощность свиты 280 м, средняя 200 м.

Кушмурунская свита слагается алевролитами, аргиллитами, мелко- и среднезернистыми песчаниками. Реже встречаются крупно- и грубозернистые разности песчаников. Иногда присутствуют гравелиты и конгломераты. Окраска пород серая до темно-серой, местами буроватая. В аргиллитах и алевролитах изредка наблюдается тонкая слоистость, до микрослоистости. В неслоистых их разностях иногда многочисленны отпечатки растений, имеющие особенно хорошую сохранность в сидеритизированных породах.

Наиболее детально флора кушмурунской свиты изучена В.П. Владимирович, которой в составе ее выделяются два флористических горизонта. Для нижнекушмурунского горизонта характерны Equisetites ferganensis Sew., Е. beanii (Bunb.) Sew., Neocalamites carrerei (Zeill.) Halle, Cladophlebis whitbiensis (Brongn.) Brongn., С. haiburnensis Sew., С. magtiifica Brick, С. aktaschensis Tur.-Кеt., С. nebbensis (Brongn.) Nath., С. compacta Vlad., Ginkgoites sibirica (Heer) Sew., Ginkgo huttonii (Sternb.) Hееr, G. quadrilobus Brick, G. taeniata (Braun.) Harr, Sphenobaiera amalloides (Harr.) Florin, Sph. Iongifolia (Pomel.) Florin, Sph. czekanowskiana (Heer) Florin, Phoenicopsis angustifolia Heer, Czekanowskia rigida Heer, Cz. setacea Heer, Podozamites distans (Presl.) Braun., P. lanceolatus (L. et H.) Broun, Pityophyllum nordenskioldii (Heer) Nath., P. longifolium (Nath.) Mоell. На основании того, что большинство из этих форм характерно для кейпера — нижнего лейаса и только две из них (Cladophlebis aktaschensis и Ginkgoites quadrilobus) появляются в раннем лейасе и доживают до позднего. В.П. Владимирович относит нижнюю часть кушмурунской свиты к раннему лейасу (при двучленном его делении).

В растительном комплексе верхнекушмурунского горизонта, по данным В.П. Владимирович, наряду с доживающими элементами рэтских и рэт-лейасовых флор значительное место занимают формы ранне- и позднелейасовых флор, а также отмечены единичные находки остатков растений, известных до сих пор лишь из среднеюрских отложений (Equisetites sokolowskii Eichw., Cladophlebis kamenkensis Thоmоs, Phoenicopsis latior Hееr, Stenorhachis ctavata Nath.). Здесь присутствуют все формы, известные из нижнекушмурунского горизонта, и появляются новые представители Equisetites elegans Vlad., Ginkgoites schuralensis Brick, Ginkgo digitata (Brongn.) Heer G. gracilis (Bubn.) Brick, Baiera setaceae (Heer) Pryn., Czeka-nowskia latifolia Tur.-Ket., Podozamites angustifolius (Eichw.), Heer и др.; заметно увеличивается число видов рода Cladophlebis (С. hirsuta Brick, С. denticulata (Brongn.) Font., С. stenolopha Brick и др.); появляются первые представители рода Coniopteris (С. hymenophylloides (Brongn.) Sew., С. sibirica Pryn., С. latifolia Brick), который широко распространен в средней и верхней юре и редко встречается в нижней. Все сказанное позволяет В.П. Владимирович относить верхний кушмурунский комплекс к позднему лейасу.

Палинологический комплекс кушмурунской свиты, по материалам Г.М. Романовской, также отражает папоротниково-беннеттитово-гинкгово-хвойный состав растительности. От комплекса черниговской свиты он отличается уменьшением пыльцы древних хвойных и появлением спор группы Aneimites, омолаживающих комплекс, на основании чего Г.М. Романовская относит кушмурунскую свиту к среднему и верхнему лейасу. Этот же возраст принят для нее и межведомственными стратиграфическими совещаниями.

Кушмурунская свита широко развита на месторождениях Убаганской группы, где она является наиболее изученной и заключает основные запасы бурых углей. На месторождениях Приишимской группы свита встречена лишь в восточной части месторождения Жаныспай и прибортовых частях Савинковского месторождения, где она имеет уменьшенную мощность и пониженную угленасыщенность. На других участках этих впадин свита опущена на большую глубину и не вскрыта разведочными работами.

На месторождении Киякты отложения кушмурунской свиты также не встречены ни буровыми работами, ни в естественных обнажениях. На месторождении Байконур к кушмурунской свите Э. Р. Орловской отнесена вся продуктивная часть разреза.

В отложениях кушмурунской свиты выделяются те же два типа разрезов, что и в черниговской. Первый из них наиболее распространен в краевых частях впадин и представлен несортированными алевролитами, аргиллитами и песчаниками резко беспорядочной текстуры. Окраска пород зеленовато-серая и грязно-серая. В направлении к оси впадин грубообломочный материал нередко сменяется алевролитами и аргиллитами светло-серой, почти белой или зеленовато-серой окраски, переслаивающимися с пластами углей. Последние резко выклиниваются к бортам впадин. Этому типу разреза подчинены основные пласты углей месторождений Убаганской группы.

По петрографическому составу среди отложений данного типа разрезы выделяются граувакковые, аркозо-граувакковые и аркозовые разности. Наряду с материалом, отражающим состав материнских пород ближайшего обрамления впадин, они содержат зерна и обломки пород, развитых уже далеко за их пределами. По характеру преобладающих зерен в них выделяются халцедон-микрокварцитовые, халцедоновые, липарит-халцедоновые и халцедон-базальтовые граувакки. На месторождении Байконур породы этого типа представлены кремнисто-сланцевыми граувакками.

Аркозо-граувакковые и особенно аркозовые разности встречаются только среди мелкозернистых пород и имеют в разрезе подчиненное значение. Обломочный материал представлен халцедоном, липаритом или микрокварцитом, реже сланцами; в большом количестве присутствуют кварц и полевые шпаты.

Породы второго типа разреза чаще распространены в осевых частях впадин. Они лучше сортированы и представлены всеми разностями от аргиллитов до конгломератов. Их разрез имеет ритмичное строение. Верхним частям ритмов, сложенным тонкоотмученными породами, подчинены небольшие по мощности и невыдержанные на площади пласты и пропластки углей. Обломочный материал представлен преимущественно кремнистыми породами, окремненными известняками, выветрелыми, осветленными, каолинизированными липаритами, обломками обугленной древесины, алевролитов и аргиллитов. В мелкой фракции присутствуют кварц и полевые шпаты.

Гальки и гравий довольно хорошо окатаны, хотя и имеют обычно неправильную форму. Обломочный материал песчаников также представлен окатанными и угловато-окатанными зернами. Остроугольны только зерна алевролитовой фракции. Цемент обычно пленочно-сгустковый, глинисто-алевритовый, известковистый или сидеритовый.

Алевролиты — это серые и темно-серые хорошо отмученные породы, Они состоят из угловатых зерен кварца (размером 0,1—0,01 мм), сцементированных глинистым, реже известково-глинистым или сидеритовым цементом. Встречаются углистые алевролиты.

Среди аргиллитов различаются темно-серые однородные разности, обычно содержащие отпечатки растений, а также углистые и сапропелевые. В углистых аргиллитах присутствует тонко распыленная примесь углистого материала или тонкие волосные прослойки блестящего угля. Часто они встречаются в почве и кровле угольных пластов. Сапропелевые аргиллиты отличаются буроватой окраской, обусловленной примесью сапропелевого материала.

Kaраганская свита сложена безугольными образованиями. На месторождениях Убаганской группы она имеет мощность 50—60 м и представлена на первый взгляд беспорядочным чередованием плохо сортированных крупно- и грубозернистых песчаников, конгломератов и гравелитов с хорошо отмученными алевролитами, аргиллитами и мелкозернистыми песчаниками.

На месторождениях Приишимской группы Жаныспай, Кызылтал, Савинковском караганская свита сложена толщей аргиллитов или алевролитов мощностью до 225 м.

Среднеюрский возраст караганской свиты устанавливается по палинологическим комплексам и остаткам флоры. Комплекс спор и пыльцы отражает хвойно-гинкгово-папоротниковый состав растительности. По данным Г.М. Романовской, он отличается от комплекса кушмурунской свиты преобладанием споровых растений, исчезновением пыльцы древних хвойных при появлении пыльцы молодой группы Classopollis, а также широким развитием папоротников семейства Cyatheaceae (Cibotium junctum K-M., Coniopteris divaricata (Mal.) var. arctica К.-М., Coniopteris sp., Cyathea sp.), а также папоротников Aneimites kuschmurunicus Roman., Leiotriletes stelloides Bolch., L. virgatus Воleh, и др. Все это позволяет Г.М. Романовской возраст караганской свиты считать аален-байосским.

В. П. Владимирович из отложений караганской свиты Кушмурунского и Эгинсайского месторождений определены Phlebopteris sp., Cladophlebis kamenkensis Thom., С. denticulata (Brongn.) Font., С, whitbiensis (Brongn.) Brongn., С. haiburnensis (L.et Н.) Sеw., Ginkgoites sibirica (Нееr) Se w., Ginkgo huttonii (Stеrnb.) Heеr, Phoenicopsis angustifolia Heer, Ph. latior Heer, Czekanowskia. setaceae Hееr, Cz. rigida Hееr, Podozamites lanceolatus (L. et Н.) Schimp., P. angustifollius (Eichw.) Heer, Elatocladus heterophyla Halle, Carpolithes cinclus Nath., Pityophyllutn nordenskioldii (Heer) Nath. Приведенный комплекс подтверждает, по мнению В.П. Владимирович, возможность отнесения описываемых отложений к нижнему доггеру.

Отложения караганской свиты представлены двумя типами разрезов, отличающимися от описанных выше для черниговской и кушмурунской свит. На месторождениях Убаганской группы разрез начинается пачкой несортированных по крупности конгломератов, гравелитов и песчаников беспорядочной текстуры мощностью от 5 до 15 м. Отличаясь плохой сортировкой, конгломераты содержат примесь песка и гравия. Размер галек изменяется от 3—4 до 7 см. Форма галек неправильная, некоторые из них угловаты. В составе галек преобладают кремни черной и серой окраски. Под микроскопом среди них установлены сильно окремненные органогенно-обломочные известняки, халцедоны, микрокварциты, липариты. В песчаниках, кроме того, встречаются зерна кварца и полевого шпата. Цемент пород в основном каолиново-глинистый, обусловливающий их значительную рыхлость. Поэтому при бурении они сильно разрушаются. Реже встречаются крепкие породы, сцементированные сидеритовым цементом базального или крустификационного типа.

Мелкозернистые песчаники и алевролиты обычно довольно хорошо отсортированы. Ho иногда среди них присутствуют маломощные прослои разнозернистых песчаников, гравелитов и конгломератов беспорядочной текстуры с обильным глинистым или сидеритовым цементом.

Значительная роль в рассматриваемом разрезе принадлежит глинам, аргиллитам и алевролитам. Они образуют различной мощности, нередко хорошо очерченные прослои среди разных по структуре более крупнозернистых пород, всегда содержат примесь каолинового материала и окрашены в светло-серый, розовый и фиолетовый цвет.

На месторождениях Приишимской группы караганская свита имеет иной разрез, сложенный монотонной толщей алевролитов и аргиллитов озерного генезиса. Местами они горизонтально-микрослоистые и очень редко содержат отпечатки растений, обрывки растительных тканей, кусочки фюзена. Окраска пород серая, темно- или буровато-серая.

Дузбайская свита является Еторой, или верхней, продуктивной свитой серии. На месторождениях Убаганской группы она имеет локальное распространение и приурочена к участкам наибольшего погружения ложа Кушмурунской и Эгинсайской впадин, где максимальная сохранившаяся мощность ее достигает 115 м. На других месторождениях этой группы свита полностью уничтожена последующей эрозией.

Значительно большую мощность дузбайская свита имеет на месторождениях Приишимской группы, где развита повсеместно. На месторождении Кызылтал вскрытая мощность свиты 270 м, а на Орловском 360 м. Ее отложения встречены также на месторождениях Мхатовском, Жаныспай, Кияктинском и Егинколь.

Дузбайская свита сложена аргиллитами и алевролитами, чередующимися с подчиненными им прослоями углей и песчаников. Окраска пород серая до темно-серой. В алевролитах и аргиллитах встречаются многочисленные отпечатки растений, а в песчаниках — обломки обугленной древесины. На плоскостях напластования пород обычно присутствуют скопления растительного детрита, обусловливающие слоистость.

Палинологический комплекс дузбайской свиты, по заключению Г.М. Романовской, так же как и предыдущий комплекс, отражает хвойно-гинкгово-папоротниковый состав растительности и характеризуется преобладанием спор над пыльцой. Однако видовой состав споровых растений претерпевает ряд изменений: резко уменьшается количество спор Aneimites, а также несколько сокращается количество спор Cyatheaceae, в то же время большое значение приобретают споры Acrostichum, Phlebopteris, Matonia и Onychium amplectiformis К.-М. Присутствует пыльца Classopollis Pfeug. Возраст комплекса, по мнению Г. М. Романовской, батский.

В.П. Владимирович из отложений дузбайской свиты Кушмурунского и Эгинсайского месторождений определены Coniopteris hymenophylloides (Brongn.) Sew., Cladophlebis whitbiensis (Вrоngn.) Brongn., Ginkgoites sibirica (Нееr) Sеw., Ginkgo huttonii (Sternb.) Hееr, Phoenicopsis angustifolia Hееr, Ph. latior Hееr, Czekanowskia rigida Hееr, Podozamites lanceolatus (L. et Н.) Schimp. Этот комплекс позволил В.П. Владимирович отнести содержащие их отложения к верхнему доггеру.

Э.Р. Орловской по сборам М.В. Буниной из отложений дузбайской свиты Кияктинского месторождения определены Hausmannia sp. типа Н. crenata (Nath.) Moell., Comopteris himenophylloides (Brongn.) Sew., С. nerifolia Genkina, Coniopteris sp., Cladophlebis haburhensis (L. et Н.) Sew., Taeniopteris vittata Brongn., Zamites sp., Phoenicopsis angustifolia Heer (?), Sphenobaiera sp. cf., S. angustiloba (Нееr) Fl., Czekanonskia regida Heer, Pityophyllum nordenskioldii (Heer) Nath. Возраст флоры, по ее мнению, байос — бат. В целом дузбайская свита относится к верхней половине доггера.

По литологическому составу пород и их петрографической характеристике отложения дузбайской свиты аналогичны таковым кушмурунской. В них выделяются те же два типа строения разрезов. Мощные пласты угля также подчинены обычно краевым частям отложений первого типа. Второй тип разреза, имеющий ритмичное строение, несет, как правило, слабую угленосность.



Коскольская свита представлена пластическими континентальными образованиями, встреченными картировочными скважинами в Коскольской, Успеновской, Балыктинской и нескольких безымянных впадинах, расположенных к северо-востоку от г. Кустаная.

Разрез свиты начинается пачкой конгломератов, сменяющихся кверху песчаниками. Мощность пачки около 100 м. Характерным в строении этой пачки является постепенно уменьшающаяся вверху зернистость пород, что создает плавный переход к залегающей над ними пачке тонкоотмученных пород. Литологически они представлены алевролитами и аргиллитами с небольшими по мощности линзами лигнита. Заканчивается разрез свиты 100-метровой пачкой пестроокрашенных глин. Местами в них наблюдается горизонтальная микрослоистость. Отложения всех трех пачек в совокупности дают один полный крупный аллювиально-озерный цикл. Общая мощность свиты около 250 м.

Верхнеюрский возраст отложений установлен В.А. Полухиной по преобладанию среди голосеменных пыльцы рода Classopollis (от 18 до 71%).

В южной части бассейна верхнеюрские отложения со слабой угленосностью, выделяются в жимыкинскую свиту. Они встречены гидрогеологическими скважинами, пройденными на площади Жимыкинской впадины. Для спорово-пыльцевого спектра, выделенного из этих отложений, по данным Т.В. Погодаевой, характерно полное отсутствие пыльцы покрытосеменных растений, некоторое преобладание (55,2%) пыльцы голосеменных растений над спорами. Среди пыльцы доминирует пыльца группы Classopollis (26—68%) и рода Podozamites (10—25%). Наряду со спорами, характерными для средней юры, присутствуют типично верхнеюрские и даже нижнемеловые формы. Все это говорит за верхнеюрский возраст жимыкинской свиты.

В последнее время отложения верхней юры видимой мощностью, около 80 м обнаружены картировочной скв. 305 в восточной прибортовой части Шолак-Ащинского участка Савинковско-Кызылтальской впадины. Здесь они представлены зеленовато-серыми плитчатыми глинами, согласно залегающими на буровато-серых алевролитах и аргиллитах дузбайской свиты. Верхне- и среднеюрский возраст пород устанавливается палинологическими определениями.

В результате детальных литолого-фациальных и стратиграфичеческих исследований М. В. Буниной удалось дать схему сопоставления разрезов основных 14 буроугольных месторождений бассейна юрского возраста. Схема базируется на данных определения флоры и изучения палинологических комплексов.

Близкими к Тургайскому являются разрезы юрских отложений Карагандинского и Челябинского бассейнов. Однако угленакопление в последнем заканчивается в верхнем лейасе.