История геологического развития и условия угленакопления Тургайского бассейна

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

История геологического развития и условия угленакопления Тургайского бассейна

27.04.2020

Формирование Тургайского буроугольного бассейна произошло в среднем мезозое, однако предпосылки, определившие одновременно как границы, так и основные структурные особенности угленосной территории, возникли значительно раньше. В связи с этим представляется целесообразным кратко охарактеризовать домезозойскую историю Тургайского прогиба, начав ее с раннекаменноугольного времени, отложения которого являются наиболее распространенными на территории прогиба.

В раннекаменноугольное время в области Тургайского прогиба, как и в значительной части сопряженных с ним регионов, господствовал морской режим и шло накопление мощных толщ карбонатных осадков. Присутствие в разрезе эффузивных пород спилитового ряда, имеющих подчиненное значение, позволяет предположить, что эпизодически происходили подводные излияния. В конце визейского времени и намюре начинают ощущаться пульсационные движения, вызывавшие периодически кратковременные нарушения морского режима.

Отсутствие определенно датированных отложений средне- и верхнекаменноугольного возраста показывает, что в течение этого времени в прогибе, так же как и в сопряженных с ним регионах, происходил устойчивый подъем территории. Положительные движения привели сначала к регрессии моря. Затем на месте прежней геосинклинали началось горообразование, которым закончилось формирование второго структурного этажа фундамента. С движениями, происходившими в среднекаменноугольное время, Н.Г. Кассин связывает возникновение серии хребтов и горных цепей, таких, как Алтай, Каратау, Мугоджары, Тянь-Шань, ряд поднятий в Центральном Казахстане и др. Вполне вероятно, что в это время территория будущего прогиба из геосинклинальной области также была превращена в горную страну. Однако последующие движения и эрозия совершенно изменили облик этой территории.

Уже в конце позднекаменноугольного времени на смену положительным движениям приходят отрицательные. Особенно интенсивными они становятся на границе позднекаменноугольного и пермского периодов в связи с уральской фазой тектогенеза. Региональные опускания, с которыми связано формирование Тургайского прогиба, охватили огромную территорию. Они носили глыбовый характер и сопровождались возникновением зон разломов. Накоплявшиеся вдоль этих разломов нижнепермские конгломераты датируют возраст разломов и уточняют время начала образования прогиба в целом.

Опускания крупных блоков вызвали движения подкоровых масс и привели к интенсивной эффузивной деятельности. Излияния лав были преимущественно трещинными и происходили в зонах глубинных разломов. Периодически возобновляясь, они дали начало мощной толще эффузивно-осадочных образований (андезитовая формация), представленных эффузивами преимущественно среднего состава.

В середине пермского времени местами происходили локальные поднятия. С ними связано формирование малых интрузий кислого состава и комагматичных им куполов выжимания (Кушмурунский купол), сложенных липаритами, и даек из кислых пород (липаритовая формация).

В связи с активизацией молодой платформы в конце поздней перми (пфальцская фаза герцинского тектогенеза) или на ее границе с триасом наступает новый цикл региональных опусканий прогиба, коснувшихся, по-видимому, преимущественно главной Тургайской области, ложе которой отличалось наибольшей мобильностью. С отрицательными движениями этого периода связано возобновление эффузивной деятельности, давшей толщу кайнотипных эффузивов туринской серии. Излияния лав были в основном трещинными и происходили по зонам разломов, служивших каналахми для выхода лав на поверхность. Покровы базальтовых лав имели большую протяженность. Однако уцелели они от последующей эрозии лишь в отдельных грабенах первого порядка.

Вдоль восточного склона Урала, т. е. по западному борту прогиба, молодые зффузивы известны в Челябинском, Буланаш-Елкинском, Анохинском и других грабенах. Вблизи восточной его границы они встречены в Бурлукском и Акшаганакском грабенах, расположенных в зонах разломов, отделяющих Карашиликский и Есильский блоки от Кокчетавского антиклинория. В осевой части прогиба эффузивы туринской серии сохранились в Аманкарагайском грабене. Широко развиты те же эффузивы и в наиболее опущенных частях Кустанайского грабен-синклинория, где они на сегодня остаются еще мало изученными.

Следующий этап активизации молодой платформы и развития бассейна приходится на древнекиммерийскую фазу складчатости В результате орогенических движений, происходивших на границе среднего и позднего-триаса, в пределах синклинальных структур Тургайского прогиба и зонах разломов возник ряд узких, вытянутых в северо-восточном направлении грабенов второго порядка (рис. 15). Подвижность их ложа способствовала накоплению кластических континентальных образований большой мощности (карашиликская и челябинская серии). Литолого-фациальные особенности пород, выполняющих эти грабены, позволяют рассматривать их как тектонические межгорные долины или грабейоподобные впадины. К ним относятся: в восточной прибортовой части прогиба — Бурлукская и Узынколь-Куприяновская, на площади Карашиликского глыбового блока — Карашиликская и Севастопольская впадины, в Аманкарагайском грабене — Былкулдакская и, наконец, по западной окраине прогиба — Челябинская и Буланаш-Елкинская впадины. Размер впадин этого периода значительно меньше, чем предыдущего, и расположены они ближе к краевым участкам прогиба. Йместе с тем излияний лавы в описываемое время не происходило; очевидно, новые расколы фундамента на данной стадии активизации платформы имели менее глубокое заложение.

Наиболее детально изучено М.В. Буниной геологическое строение Карашиликской впадины, для которой ею составлены посвитные палеогеографические схемы (см. рис. 15). На примере этой впадины можно судить о развитии в позднем триасе бассейна в целом, которое в первую очередь определилось дифференцированными тектоническими движениями.

Отложения вишневской свиты (см. рис. 15,а), слагающие нижнюю часть разреза карашиликской угленосной серии, свидетельствуют о том, что на первых этапах жизни молодые межгорные долины заполнялись пролювиально-делювиальными образованиями за счет сноса материала с бортов. Последние представляли собой возвышенности, перекрытые мощной толщей древнего элювия. Высказанное положение подтверждается литологическим составом пород свиты. Красная в нижней и зеленовато-серая пятнистая окраска пород в верхней части разреза обусловлены значительным участием глинистого материала, принадлежащего к продуктам переотложения коры выветривания. О близости области сноса обломочного материала от места его отложения свидетельствует слабая окатанность обломков, а также сходство их петрографического состава с составом материнских пород, слагающих ближайшее обрамление долины. Беспорядочная текстура пород и плохая сортировка материала подтверждают их пролювиально-делювиальный генезис. Расположение делювиальных шлейфов показывает, что первоначальные тектонические границы долины были близки к современным контурам погребенных впадин.

Ко времени отложения кызылтуской свиты (см. рис. 15,б) межгорная долина стала несколько шире. Наряду с отложениями прибортового шлейфа появляются собственно пролювиальные образования, которые привносились боковыми притоками. В их приустьевой части накапливались преимущественно грубообломочные несортированные породы беспорядочной текстуры, мало отличавшиеся от пролювиально-делювиальных. Ими сложены центральные части конусов выноса, глубоко вдававшихся в межгорную долину. Внешние части конусов представлены шлейфами из мелкого пролювия, который нередко переслаивается здесь с аллювиальными образованиями. Последние широко распространены в осевой части Карашиликской долины и отличаются ритмичным чередованием русловых и пойменных отложений. В связи с глубокими размывами пойменные отложения имеют подчиненное значение, а благоприятных условий для развития торфяников не было, поэтому и угленосность отсутствует.

Литолого-фациальные исследования показали, что к моменту отложения следующей свиты — узынкольской — долина стала шире, борта ее несколько положе, а колебательные движения ложа более медленными и плавными. Во время накопления осадков нижней (или продуктивной) подсвиты (см. рис. 15, в) в осевой части долины продолжал существовать аллювиальный режим. Однако пойменные озера и болота, отложения которых подчинены верхним частям аллювиальных ритмов, периодически занимали уже большие площади. Особенностью палеогеографической обстановки этого времени является развитие торфяных болот, связанных с пойменными отложениями и давших небольшие по мощности, не выдерживающиеся на площади пласты угля. Формирование осадков верхней подсвиты началось в условиях регионального погружения ложа долины, приведшего к ее затоплению и превращению в спокойный озерный бассейн (см. рис. 15,г). Последний существовал в течение длительного времени, о чем говорит большая мощность озерных отложений, представленных хорошо отмученными, часто микрослоистыми алевролитами и аргиллитами, содержащими значительную примесь сапропелевого материала. Местами встречаются скопления раковин пресноводных пелеципод, эстерий, чешуи и костей рыб.

Верхнеузынкольское озеро постепенно становилось проточным, а к началу бурлукской свиты вновь устанавливается аллювиальный режим. Река протекала в осевой части долины. Близ ее бортов происходило накопление пролювия в виде конусов выноса (см. рис, 15, д). Условия, благоприятные для развития торфяников, наступают только ко времени накопления верхней подсвиты бурлукской свиты (являющейся основной продуктивной подсвитой карашиликской серии). Озерные и болотные осадки подчинены здесь верхней части аллювиальных или аллювиально-озерных ритмов.

Исходя из того, что аналогичные палеогеографические условия существовали при отложении карашиликской серии в других впадинах, М.В. Бунина составила сводную палеогеографическую схему позднетриасового времени для северной части территории Тургайского бассейна (см. рис. 15, е).

На схеме показаны две тектонические долины. Угленосные образования сохранились в отдельных впадинах, расположенных по следу этих долин. Реликты угленосных осадков, выполнявших восточную долину, сохранились в двух впадинах, с которыми связаны месторождения Бурлук и Узынколь-Куприяновское. В пределах западной долины известны три впадины, к которым приурочены месторождения Карашилик, Былкулдак и Севастопольское.

Е.М. Маркович, анализируя развитие растительности на территории Казахстана в раннем мезозое, считает, что тургайский тип ранне-триасовой растительности состоит в основном из сосновых и гинкговых при пониженном процентном содержании подозамитовых и теплолюбивых хвойных. С наиболее пониженными, обводненными и заболоченными участками связаны заросли папоротников и хвощовых. Здесь же редко встречались южные теплолюбивые папоротники — мараттиевые, матониевые, диптериевые. Характер растительности позволяет сделать вывод, что климат позднего триаса был умеренно теплым и влажным, более мягким по сравнению с климатом раннего триаса (туринская серия).

Решающий этап формирования Тургайского бассейна приходится на раннюю и среднюю юру, когда в его пределах возникли все крупные промышленные месторождения. Этот этап активизации платформы, происходивший на границе триаса и юры, вызвал крупные глыбовые перемещения, приведшие к значительному опусканию обширной территории. В связи с этим в области Тургайского прогиба возникли три крупные структуры: Южно-Тургайская депрессия (см. рис. 18), переходящая к югу в Приаральскую низменность, Северо-Тургайская депрессия, представляющая окраину Западно-Сибирской низменности, и разделяющий эти депрессии Кустанайский вал (см. рис. 7 и 18). В фундаменте последнего выявлены жесткие глыбовые блоки (Карашиликский и Есильский), представляющие погребенное продолжение каледонид Центрального Казахстана. Поэтому область Кустанайского вала оказала значительное сопротивление общему опусканию. Это выразилось появлением серии погруженных блоков. В зонах основных разломов, северо-восточного направления, возникали узкие длинные грабены с подвижным дном, в которых в течение юрского времени происходило накопление угленосных осадков. Поскольку продукты вулканической деятельности в юрских отложениях отсутствуют, можно предположить, что разломы, с которыми они были связаны, имели относительно небольшую глубину заложения.

Грабены, выполненные юрскими образованиями, располагаются либо в пределах герцинских грабен-синклиналей, либо на площади грабенов первого порядка (Р—Т1-2tr). Таким образом, движения в течение всего периода активизации молодой платформы носили унаследованный характер. Однако положение грабенов позднетриасового и нижне-среднеюрского возраста на площади не совпадает, в связи с чем и угленакопление в эти два этапа развития бассейна происходило на разных участках. В начале лейаса межгорные впадины, отвечавшие грабенам позднетриасового возраста, были уже заполнены угленосными осадками карашиликской серии, смятыми в причудливые складки. Развитие палеогеографической обстановки в основной период формирования Тургайского бассейна иллюстрируется посвитными палеогеографическими схемами ранне- и среднеюрского времени (рис. 16 и 17), составленными для месторождений Убаганской и Приишимской групп. В основу этих схем положены результаты многолетних литолого-фациальных исследований, позволивших М.В. Буниной показать особенности палеогеографии каждой из выделяемых свит и дать развитие палеогеографических обстановок во времени.

Черниговская свита сложена в основном грубообломочными породами пролювиально-делювиального происхождения. Залегание их на коре выветривания эффузивно-осадочных образований туринской серии или породах палеозоя свидетельствует, что дифференцированным движениям, проходившим на границе триаса и юры, и последующему накоплению нижнеюрских отложений предшествовал период значительного выравнивания доюрского рельефа и формирования мощного чехла древнего элювия. Грубообломочный характер пород, залегающих в основании юрских угленосных отложений, говорит о резком изменении рельефа и условий седиментации в начале лейаса, обусловленном указанными выше тектоническими движениями, их большой интенсивности и быстром опускании ложа молодых грабенов в первый этап развития. В дальнейшем погружение ложа в общем значительно замедлилось, а степень интенсивности колебательных движений в различных участках грабена стала разной. В более подвижных участках, имевших тенденцию к опусканию, создавались благоприятные условия для накопления мощной толщи угленосных осадков и их сохранения в отдельных впадинах. За пределами последних ложе грабена, по-видимому, имело тенденцию к некоторому воздыманию или было мало подвижно. Накопление осадков здесь или совсем не происходило, или шло медленно. Последующая же эрозия привела к их полному или частичному уничтожению.

Структурно-текстурные признаки пролювиально-делювиальных и пролювиальных отложений черниговской свиты свидетельствуют о близости областей сноса и отложения. Петрографический же состав обломочного материала подтверждает, что снос его происходил с бортов впадины (долины). Область предгорного шлейфа обычно хорошо прослеживается в прибортовых частях месторождений. Наряду с этим в осевой части впадин пролювиально-делювиальные образования отсутствуют или имеют незначительную мощность. Первоначальная ширина долины (грабена) была, по-видимому, значительно большей, но часть осадков прибортовой ее части (за пределами современных контуров впадин) была уничтожена последующей эрозией.

Литологический состав пород черниговской свиты, а также характер взаиморасположения месторождений Убаганской группы при единообразии строения разреза слагающих их юрских отложений позволяют предположить, что формирование всех месторождений этой группы происходило в одном крупном грабене, связанном с Убаганской тектонической зоной. Грабен представлял собой опущенный блок шириной 10—15 км, вытянутый в северо-восточном направлении. Условия накопления в нем угленосных отложений соответствовали режиму молодых межгорных долин (см. рис. 16).

Вдоль бортов тектонической долины накапливались породы смешанной псефито-пелитовой структуры, образующие пролювиально-делювиальный предгорный шлейф. В осевой части долины палео-Убагана уже в черниговское время протекала река. Ее русловые отложения встречены в южной части месторождения Кушмурун, местами в осевой части месторождения Эгинсай и восточной половине Приозерного. Пойменным осадкам реки иногда подчинены небольшие по мощности и невыдержанные по площади пласты угля А, Б и В. По-видимому, пойма реки местами была заболочена.

На Черниговском месторождении (см. рис. 16,а), отвечавшем узкой полосе долины, отгороженной от остальной части впадины выступом липаритов, пролювиально-делювиальные образования местами создавали естественные запруды, способствовавшие образованию озер и болот. Этим следует объяснить наличие в осевой части месторождения озерных и озерно-болотных образований, представленных алевролитами и аргиллитами, часто содержащими примесь сапропелевого материала. Они многократно переслаиваются с горючими сланцами, сапропелевыми и гумусово-сапропелевыми углями. О близости борта свидетельствует наличие здесь прослоев пород смешанной псефито-пелитовой структуры. Такого же типа озерно-болотные образования развиты в южной и юго-западной частях месторождения Кушмурун.

Ко времени отложения кушмурунской свиты долина палео-Убагана несколько расширилась. Изменился и ритм колебательных движений ее ложа, приведший к установлению преимущественно озерно-болотного режима (см. рис. 16,б). В болотах происходило накопление гумусовых углей и углистых аргиллитов. Реже здесь встречаются светлосерые глинистые алевролиты или аргиллиты, пронизанные вертикально стоящими стволиками травянистой растительности и свидетельствующие о быстром занесении болота илистым материалом. Среди отложений этой фации максимально распространены пласты гумусовых углей, имеющих в основном автохтонное происхождение.

Пласты угля служат самыми устойчивыми маркирующими горизонтами и нередко выдерживаются на большой площади. В разрезе свиты они отмечают периоды наибольшей стабилизации тектонического режима ложа грабена, в течение которых погружение торфяника было настолько медленным, что компенсировалось накоплением торфяной массы. В Убаганском грабене наиболее длительные периоды стабилизации режима колебательных движений характерны для времени отложения нижней половины свиты, отличающейся максимальной угленасыщенностью. Свита начинается региональным развитием торфообразования в пределах долины, давшей начало пласту Нижнему Мощному. Усилившееся затем погружение ложа привело к прекращению роста торфяника и смене болотного режима озерным (пачка озерных отложений между пластами HM и BM). Новая стабилизация тектонического режима вторично приводит к установлению в пределах долины болотных условий седиментации и образованию пласта Верхнего Мощного. На отдельных участках месторождений Эгинсай и Черниговского, где наблюдается слияние пластов HM и BM в один пласт Мощный, непрерывное торфообразование продолжалось в течение всей нижней половины свиты. Однако и во время образования таких сравнительно выдержанных пластов угля режим погружения ложа торфяника не был одинаковым для разных его частей. С этим связаны изменения мощностей пластов угля от 50—80 м в наиболее благоприятных для угленакопления участках торфяника до полного их выклинивания и перехода углей в углистые аргиллиты там, где тектонический режим грабена не способствовал росту и накоплению торфяной массы.

В краевых частях впадин, на участках развития конусов выноса, наблюдается расщепление пластов угля пролювием и затем быстрое их выклинивание в сторону борта долины. Если крупный пролювий отлагался вблизи бортов, то более тонкий пролювиальный материал выносился мелкими руслами в периферическую часть конуса выноса, отлагаясь в озерах и болотах в переслаивании с их осадками. Пролювий образует здесь отдельные «языки», выклинивающиеся в сторону оси долины.

Наиболее оптимальные условия для угленакопления возникали по периферии конусов выноса, расположенных вдоль бортов древних долин. Систематическое увлажнение этих участков способствовало произрастанию здесь растительности. Особенно спокойные, благоприятные для торфообразования условия создавались в прибортовых участках долин, расположенных между двумя конусами выноса. Такие места, в которых происходило формирование мощных пластов угля, рассматриваются как локальные центры угленакопления. Во время отложения кушмурунской свиты они существовали в юго-восточной части месторождения Эгинсай, в юго-западном угля Приозерного, а также вблизи западного и восточного бортов месторождения Кушмурун.

Центры угленакопления никогда не встречаются в осевых участках долин (грабенов), где доминируют озерные и аллювиальные отложения, постепенно сменяющие осадки болот и конусов выноса, развитые в прибортовых частях долин. Наличие в песчаниках характерной косой слоистости речного типа свидетельствует о том, что по долине протекала река.

В аллювиальных отложениях пласты углей подчинены только пойменной фации, несущей слабую угленосность. Угли имеют повышенную зольность, а пласты их не выдерживаются ни по мощности, ни по площади. Характерно наличие размывов. Поэтому в осевых частях крупных впадин, где развиты преимущественно аллювиальные фации, торфяники имели ограниченное распространение, чем объясняется отсутствие здесь промышленной угленосности. Особенно большую роль играют речные отложения в строении пачки пород, лежащей выше пласта BM. Слабая ее угленасыщенность обусловлена частыми размывами отложенной ранее торфяной массы либо периодическим прекращением роста торфяника в связи с его дренажем и последующим осушением.

В северной части Эгинсайской впадины в это время, по-видимому, существовали условия застойного озера; здесь распространены коричневатые сапропелевые аргиллиты, содержащие тонкие прослои сапропелевых или гумусово-сапропелевых углей.

В южной и юго-восточной частях бассейна (на месторождениях Приишимской и Тургайской групп) осадки кушмурунской свиты чаще всего залегают на значительных глубинах и поэтому изучены недостаточно. На основании имеющихся данных можно полагать, что это время характеризовалось периодической сменой озерной и болотной обстановки. Пласты угля, подчиненные кушмурунской свите, вскрыты на месторождении Жаныспай, где они выдержаны на значительной площади (см. рис. 17), что свидетельствует о широком развитии торфяников. Южно-Тургайская депрессия, вероятно, была уже в кушмурунское время занята крупным озерным бассейном. Осадки его, сохранившиеся в многочисленных впадинах, залегают на большой глубине.

Отложению караганской свиты предшествовала одна из слабых фаз киммерийской складчатости на границе ранней и средней юры. Она привела к погружению ложа тектонических долин и последующему их затоплению. Долина палео-Убагана представляла в караганское время вытянутое озеро или широкий спокойный проток, соединявший Западно-Сибирский озерный бассейн с Южно-Тургайским. Временами озеро становилось проточным. Присутствие среди озерных отложений караганской свиты отдельных прослоев пролювия, количество которого увеличивается в прибортовой части, показывает, что озеро было ограничено высокими берегами. Сносимый с них несортированный пролювиальный материал отлагался в озере, переслаиваясь с хорошо отмученными, нередко пестроокрашенными озерными образованиями. В основании свиты обычно с размывом на отложениях кушмурунской свиты залегает слой рыхлых конгломератов или галечников.

В южной части площади бассейна опускание области Кустанайского вала, особенно интенсивное в зонах тектонических нарушений, приводит к трансгрессии Южно-Тургайского озерного бассейна на север. В результате была затоплена предгорная равнина, отделявшая Южно-Тургайский озерный бассейн от возвышенности Кустанайского вала. Затоплены были приустьевые части впадавших в озеро широких тектонических долин (см. рис. 17,б). Озерный режим, продолжавшийся здесь в течение длительного времени, обусловил накопление в этих долинах мощной толщи однородных алевролитов и аргиллитов, почти лишенных палеонтологических остатков (отпечатки растений, остатки фауны). По-видимому, это был крупный глубокий пресноводный бассейн, резко отличавшийся от узкого длинного озера, возникшего в долине палео-Убагана. Отсутствие прослоев пролювия среди озерных осадков караганской свиты, развитых на месторождениях Приишимской группы, свидетельствует о значительно больших размерах озерного бассейна по сравнению с современными контурами впадин, в которых сохранились угленосные отложения месторождений Приишимской группы.

Следующее резкое изменение палеогеографических условий на территории Тургайского бассейна произошло перед отложением дузбайской свиты (см. рис. 16,г и 17,в). По-видимому, в результате уменьшения интенсивности погружения ложа грабенов и последующих положительных движений начинается отступание озера. В осевых частях долин снова прокладывают себе русло речные артерии. Течение рек медленное, спокойное, а осадки их представлены пойменными и дельтовыми образованиями. В прибортовых частях широких впадин возобновляют деятельность временные потоки, образовывавшие конусы выноса, обрамлявшие борта долины. Воды, сбрасываемые в них боковыми притоками, постоянно увлажняли участки, расположенные вблизи конусов выноса, и создали здесь условия, благоприятные для развития торфяных болот и озер. Как и в кушмурунское время, такие места являлись локальными центрами угленакопления, в пределах которых происходило формирование мощных угольных пластов. Наиболее четко они выражены в Савинковско-Кызылтальской впадине, где им отвечают месторождения Орловское и Кызылтал, расположенные соответственно вблизи северо-западного и юго-восточного бортов наиболее расширенной части впадины. Наоборот, в пределах Шолакащинского участка, соответствующего самой узкой части этой впадины, наблюдается низкая угленасыщенность разреза. Это может быть объяснено тем, что на этом участке сохранились лишь слабо продуктивные аллювиальные отложения осевой части Савинковско-Кызылтальской впадины. Краевые же части долины, в которых развивались фации болот, были, по-видимому, уничтожены здесь в связи с последующими тектоническими подвижками и эрозией.

Пласты угля в центрах угленакопления отделяются друг от друга в основном озерно-пролювиальными или аллювиально-озерными образованиями. Они представлены чаще всего зеленовато-серыми аргиллитами и алевролитами с подчиненными им тонкими прослоями разнозернистых несортированных граувакковых песчаников и конгломератов. В сторону оси долины торфяники почти не распространяются в связи с хорошим дренажем рекой.

На прибрежной равнине, обрамлявшей с севера и востока Южно-Тургайский озерный бассейн, в дузбайское время происходила периодическая смена болотного и озерного режимов. Здесь формировались отдельные угольные пласты, выдерживавшиеся на значительной площади, но не достигавшие большой мощности.

Еще меньшей угленасыщенностью или ее отсутствием отличаются осадки открытого озера, связанного с Южно-Тургайской депрессией. В связи с огромными размерами озера накопление в нем осадков происходило в большом удалении от его бортов. Поэтому для них характерны хорошо отмученные пелитовые и алевритовые разности пород. В то же время на отдельных заболоченных островках могли развиваться торфяники. Примером может служить Егинкольская впадина, где на глубине более 600 м от поверхности в мощной толще озерных осадков встречен один пласт зольного угля мощностью около 5 м.

Ранне- и среднеюрское время на территории Тургайского прогиба отличается широким распространением растительности. В основном это папоротники, гинкговые и хвойные. Присутствие в растительном комплексе теплолюбивых и влаголюбивых форм растений средних широт позволяет сделать вывод, что климат юрского периода был теплым, мягким и влажным. Обилие растительности, произраставшей на крупных заболоченных площадях, при благоприятных палеогеографических условиях и соответствующем погружении ложа торфяников способствовало их интенсивному росту и накоплению мощной толщи торфяной массы. Колебательные движения ложа торфяников не были одинаковыми для различных участков даже одной углеперспективной впадины. Этим объясняется то, что при одинаковом характере рельефа и гидрологических условий области седиментации мощности пластов угля нередко варьируют в больших пределах, меняется и их строение.

Наряду с этим отмечается исключительная выдержанность строения угленосных разрезов в целом, свидетельствующая о цикличности в осадконакоплении. Крупные циклы (I порядка) имели региональный характер и обусловливали чередование угленосных свит с безугольными. С цикличностью связано также единообразие строения углесодержащих свит, выдерживающееся иногда на значительной площади и подтверждающее региональный характер тектонических движений.

На месторождениях Убаганской группы по режиму колебательных движений может быть выделено несколько циклов углеобразования (от одного до трех в зависимости от мощности сохранившихся осадков). За начало каждого из циклов углеобразования принимается период относительного покоя, характеризующийся развитием режима болот. Заканчивается цикл оживлением отрицательных движений, которые приводят к установлению озерного режима и прекращению торфообразования.

Первый цикл начинается пластом Нижним Мощным и заканчивается пачкой озерных образований, содержащих пласты Промежуточные. Второй — начинается пластом Верхним Мощным и заканчивается озерно-пролювиальными отложениями караганской свиты. Третий цикл углеобразования, отвечающий дузбайской свите, неполный. На месторождениях Убаганской группы от него сохранилась лишь самая нижняя часть, представленная группой сближенных пластов угля (6—11). Пласты отделяются друг от друга озерно-пролювиальными образованиями.

Отдельные пласты угля этой сближенной пачки в сочетании с перекрывающими их озерно-пролювиальными отложениями могут рассматриваться как циклы второго порядка. Более отчетливо циклы второго порядка выражены в разрезе дузбайской свиты Орловского месторождения.

Полный третий цикл углеобразования, по-видимому, состоит из сочетания продуктивных отложений дузбайской свиты и перекрывающих их озерных образований нижней части верхнеюрского возраста. Последние были встречены В.К. Дейнекой над отложениями дузбайской свиты в керне одной из картировочных скважин, пройденных на площади Савинковско-Кызылтальской впадины. Стратиграфические соотношения пород отчетливо устанавливаются данными палинологических определений. Непосредственное налегание верхнеюрских отложений на среднеюрские можно также предполагать в пределах Южно-Тургай-ской депрессии, где, по-видимому, в течение всего юрского периода существовал преимущественно озерный режим осадконакопления.

Раннекиммерийские движения, проявившиеся на границе средней и поздней юры, привели к прекращению среднеюрского углеобразования. Новыми блоковыми перемещениями, которые они вызвали, по-видимому, в основном закончился процесс активизации молодой платформы. Движения были унаследованными и наиболее интенсивно проявились в зонах долгоживущих разломов. Здесь на фоне грабенов третьего порядка, в которых накапливались угленосные отложения убаганской серии, в ряде случаев возникали грабены четвертого порядка. В них от последующей эрозии сохранились угленосные отложения убаганской серии. Так, на фоне одного грабена, связанного с тектонической зоной Убаганского разлома, сформировалось пять более мелких грабенов, в пределах которых расположены месторождения Эгинсай, Кушмурун, Приозерное, Черниговское и Харьковское (рис. 18).

С той же фазой движений в пределах Кустанайского вала связано возникновение новых грабенов, в которых накапливались континентальные угленосные отложения верхней юры (коскольская свита). Сюда относятся впадины Кустанайской группы. Отложения коскольской свиты несут слабую угленосность. В совокупности они представляют один полный седиментационный цикл. Начинается он грубообломочными породами пролювиально-аллювиального генезиса. Затем следует толща пойменных и пойменно-болотных отложений. Заканчивается цикл мощной толщей озерных отложений, свидетельствующих о значительной длительности периода, в течение которого господствовал озерный режим.

Основой положительной структуры в рельефе погребенного фундамента служит Кустанайский вал. Абсолютные отметки его поверхности + 50/100 м. К восточному и западному бортам прогиба они увеличиваются до +150 м. Затем породы фундамента выходят на дневную поверхность. Контуры вала условно ограничиваются нулевой изо-гипсой кровли доюрского фундамента, полученной по геофизическим данным. В направлении на север и на юг рельеф погребенного фундамента постепенно погружается на значительную глубину (до 1000 м и более) и Кустанайский вал сменяется крупными впадинами — депрессиями (.см. рис. 18).

Киммерийские движения, вызвавшие в пределах Кустанайского вала серию глыбовых разломов, привели к созданию сложного расчлененного рельефа. На палеогеографической схеме показано распределение главных ландшафтных обстановок, существовавших в ранне- и среднеюрское время в восточной половине площади Тургайского прогиба. Основными из них являются области денудации, связанные с положительными формами палеорельефа, и области аккумуляции обломочного материала, приуроченные к пониженным в рельефе участкам. Учитывая преемственность форм палеорельефа и их зависимость от тектонических структур фундамента, М.В. Бунина выделяет для областей денудации три ландшафтные обстановки: низкие горы, возвышенные плато и возвышенные вулканические равнины или невысокие вулканические плато.

Низкие горы, ограничивающие область Тургайского бассейна с востока, принадлежали к окраине каледонской платформы Центрального Казахстана. На протяжении всего юрского периода они подвергались интенсивному разрушению.

Возвышенные плато выделяются для площади развития погребенных каледонид (Карашиликский глыбовый блок). Породы среднего палеозоя, среди которых особенно широко были распространены нижнекаменноугольные образования, залегали здесь на жестком, малоподвижном каледонском основании и слагали наиболее возвышенную часть Кустанайского вала. В течение юрского времени они служили областью денудации и интенсивно размывались.

Возвышенные равнины .связаны с областями развития герцинских структур. Для них характерно глубокое погружение пород нижнего этажа фундамента и широкое развитие пород среднего палеозоя и полуплатформенного чехла, сложенного эффузивами туринской серии. Наибольшую мощность последние имеют в Аманкарагайском грабене, представляющем следующую, более глубокую ступень погружения пород нижнего этажа фундамента по сравнению с Кустанайским грабен-синклинорием. Покровы нижнемезозойских эффузивов, занимавшие в свое время огромные площади и имевшие большие мощности, привели к созданию возвышенного, но в значительной степени выровненного рельефа. О его равнинном характере свидетельствует присутствующая на базальтах мощная толща глин коры выветривания, образование которой началось со среднего триаса. По сравнению с рельефом возвышенных плато области развития герцинских структур, имевшие тенденцию к погружению, по-видимому, давали несколько более пониженные формы палеорельефа, рассматриваемые в качестве возвышенных вулканических равнин или вулканических плато.

Возвышенные плато и вулканические равнины были пересечены тектоническими долинами. Палеофациальные обстановки одной из них, принадлежащей к палео-Убагану, были детально уже рассмотрены. Угленосные отложения, сохранившиеся в Жаныспайской, Савинковско-Кызылтальской и Мхатовской впадинах, как показали проведенные М.В. Буниной литолого-фациальные исследования, связаны с приустьевыми частями крупных древних долин. Установленные здесь осадки дельтовой фации указывают на близость служившего базисом эрозии озерного бассейна, в который впадали эти долины. Наблюдающаяся в вертикальном разрезе смена дельтовых отложений озерными свидетельствует о периодическом затоплении приустьевых частей долины водами озера.

К югу от Кустанайского вала геофизическими работами устанавливается обширное погружение. Наличие его подтверждается и данными бурения, показавшими, что мощность меловых и кайнозойских отложений увеличивается здесь до 500 м, еще возрастая в направлении к югу. На площади этого погружения среди пород фундамента геофизическими работами выявлено большое количество впадин, интерпретируемых как углеперспективные зоны, выполненные отложениями юрского возраста. Они изучены очень мало, так как почти не проверены бурением. Впадины, расположенные в юго-восточной части этой площади, объединяются в виде Байконурской группы. Впадины, выявленные в западной части этой пониженной территории, названы Тургайскими. В погребенном рельефе региона они представляют участки, в которых палеозойские отложения погружены на глубину более 1000 м.

Угленосные отложения Кияктинской впадины вскрываются в естественных обнажениях по берегам речки одноименного названия и разбурены разведочными скважинами. Осадки представлены чередованием типично озерных образований (хорошо отмученные аргиллиты и алевролиты, часто сидеритизированные) с подчиненными им по мощности пластами углей и углистых пород. Очень характерно присутствие пластовых залежей сидеритов со скоплениями отпечатков флоры, о которых упоминается в работах К.И. Сатпаева.

Кроме Кияктинской, в этой группе нет ни одной впадины, проверенной буровыми работами. Следует отметить, что собственно Байконурская впадина не относится к региону этого озерного бассейна. Образование ее связано с небольшой тектонической долиной, впадающей справа (см. рис. 18) в Южно-Тургайское озеро.

Из Тургайских впадин лишь угленосные осадки Егинкольской впадины вскрыты одной глубокой скважиной. Литолого-фациальный разрез ее (на глубину более 800 м) представлен почти исключительно отложениями озерной фации, которые могли принадлежать только к обширному озерному бассейну. Значительной удаленностью Егинкольской впадины от берегов озера можно объяснить почти полное отсутствие отпечатков растений в породах. Озерный генезис их подтверждается также находками отпечатков раковин пресноводных пелеципод, обнаруженных на глубинах 760—778 и 839—845 м. Угленасыщенность разреза очень слабая. Накопление небольших по мощности пластов угля или углистого аргиллита могло быть связано с местным кратковременным зарастанием на них болотного режима. По-видимому, и в других впадинах Байконурской и Тургайской групп следует ожидать тот же литологический состав озерных осадков с возможной незначительной угленасыщенностью.

Описанная область погружения, расположенная к югу от Кустанайского вала, рассматривается нами в палеогеографической схеме региона как Южно-Тургайская депрессия или низменность с преимущественным развитием озерного ландшафта (Южно-Тургайский озерный бассейн). Состоял ли этот бассейн из одного озера или группы озер, решить по имеющемуся в нашем распоряжении материалу не представляется возможным. Во всяком случае этот бассейн был самым пониженным элементом рельефа и служил базисом эрозии региона.

Южно-Тургайский озерный бассейн должен был иметь низкие плоские берега, представленные обширными, периодически затопляемыми поймами. Для этого элемента юрского ландшафта характерны выровненный рельеф, наличие мелких пойменных озер и широко развитое заболачивание. Отложения, которые накапливались в условиях данной ландшафтной обстановки, сохранились в Кияктинской и Панфиловской впадинах.

Второе крупное погружение в рельефе погребенного фундамента, аналогичное рассмотренному, начинается к северу от Кустанайского вала. На палеогеографической схеме (см. рис. 18) это погружение также показывается как низменность с преимущественным развитием озерного ландшафта, с которой был связан Северо-Тургайский или Тюменский озерный бассейн. Эта северная впадина находится уже на территории Западно-Сибирской низменности. Размеры ее огромны, так как она прослеживается вплоть до берегов Северного Ледовитого океана. Юрские отложения залегают здесь на значительной глубине от поверхности и вскрыты многими структурными скважинами. Литологически они представлены прибрежно-континентальными и прибрежноморскими осадками, выделяемыми в качестве заводоуковской серии. На восточном склоне Северного Урала с ними связаны угленосные отложения бассейна Северной Сосьвы, среди которых присутствуют прослои морских осадков.

Н. Б. Малютин, занимавшийся в течение ряда лет изучением геологического строения Среднего Зауралья, предполагает, что в юрское время в районе г. Тюмени существовал большой опресненный бассейн или несколько более мелких сообщающихся бассейнов. Осадки их, выделяемые в тюменскую свиту (заводоуковской серии), представлены сероцветными песчано-глинистыми образованиями, которым подчинены пласты углей и углистых пород. В стратиграфической схеме эти отложения относятся к нижней и средней юре и параллелизуются с осадками убаганской серии. Верхняя часть их выделяется в виде татарской свиты, представленной пестроцветными образованиями. Свита относится уже к верхней юре и сопоставляется с осадками коскольской или жимыкинской свит Тургайского прогиба. «Тюменский» бассейн, по мнению исследователей, был в основном. континентальным, в то же время несомненной являлась его периодическая связь с морем. Об этом свидетельствуют находки пелеципод морского типа, остатки рыб, зерна глауконита, встречающиеся в отдельных участках этой мощной (500—900 м) толщи. Западную границу позднеюрского моря Н. И. Архангельский проводит через г. Тюмень.

В заключение можно подчеркнуть, что движения, предшествовавшие времени накопления юрских угленосных отложений, привели к оживлению герцинских и более древних разломов. Связанные с ними блоковые перемещения обусловили создание палеорельефа, основные формы которого отражали особенности структурного плана доюрского фундамента. Наиболее возвышенные элементы юрского палеорельефа принадлежали к областям развития каледонид. С каледонскими структурами были связаны низкие горы, обрамлявшие площадь Тургайского бассейна с востока, и возвышенное плато, расположенное в пределах Карашиликского глыбового блока (см. рис. 18). Эти возвышенности служили в юрское время основными областями сноса обломочного материала.

О породах, слагавших палео-Карашиликское плато в юрское время, говорит состав руслового аллювия палео-Убагана, отличающийся большим содержанием галек и гравия из кремнистых известняков с остатками раннекаменноугольной фауны (раковины брахиопод, кораллы, скелеты мшанок). По-видимому, нижнекаменноугольные отложения, питавшие обломочным материалом аллювий палео-Убагана, венчали в юрское время возвышенности палео-Карашиликского плато, на котором брал свое начало палео-Убаган. По-видимому, породы каледонского основания Карашиликского глыбового блока, вскрывающиеся сейчас на эрозионном срезе погребенного фундамента, были в свое время перекрыты толщей пород среднего палеозоя, интенсивная денудация которых продолжалась в течение всего мезозоя. Отсутствие в пределах Карашиликского блока отложений морского мела, так широко распространенных на территории Тургайского прогиба, подтверждает наше предположение о том, что в течение позднемелового времени Карашиликский глыбовый блок продолжал оставаться сушей. Морской режим наступил здесь лишь в среднем эоцене.

Области развития герцинид в Тургайском прогибе начиная с пермского времени стали областями длительного погружения. Поэтому породы среднего палеозоя, слагавшие возвышенные формы рельефа в пределах каледонских структур и вследствие этого уничтоженные последующей эрозией, оказались здесь глубоко опущенными и сохранились в этих погружениях или грабен-синклиналях до наших дней. Длительное опускание обширных территорий привело к возобновлению магматической деятельности и накоплению в зонах опускания мощных эффузивно-осадочных серий.

В связи с этим области развития герцинид на площади Кустанайского вала представляли в юрское время возвышенные равнины или невысокие вулканические плато, сложенные почти горизонтально залегающими эффузивно-осадочными образованиями верхнего палеозоя и нижнего мезозоя.

Областями аккумуляции обломочного материала в юрское время явились молодые тектонические долины, расчленявшие возвышенности Кустанайского вала, озерные бассейны, служившие базисом эрозий, и обширные поймы этих озер.

Детальное рассмотрение характера распределения и изменения палеофациальных обстановок долины палео-Убагана, с которой связаны все месторождения Убаганского угленосного района, и палеодолин, давших начало месторождениям Приишимской группы, позволяет сделать вывод, что каждой палеофациальной или палеогеографической обстановке соответствовал свой режим колебательных движений. Местные его изменения приводили к смене палеофациальных условий в пределах одного элемента ландшафта (рельефа). Региональные же изменения режима колебательных движений вызывали смену крупных ландшафтных обстановок.

Соответственно ландшафтным обстановкам, в которых происходило угленакопление, выделяются четыре типа месторождений или площадей юрского угленакопления. Месторождения первого, или челябинского, типа связаны с молодыми тектоническими долинами. Сюда относятся все месторождения Убаганского района. Месторождения второго типа приурочены к периодически затопляемым приустьевым частям крупных тектонических долин (Жаныспай, Орловское, Казылтал, Мхатовское). Месторождения третьего типа образовались в условиях периодически затопляемой поймы крупных озерных водоемов (Киякты, Панфиловское). К четвертому типу ландшафта, в котором накапливались юрские осадки, отнесены области длительного погружения, отличавшиеся преимущественным развитием озерного режима (впадины Тургайской группы). Отложения этих озерных водоемов являются непродуктивными. Однако спорадически в них могут встречаться отдельные линзообразные залежи углей островного характера (скв. 16 Егинкольской депрессии). Отсутствие выдержанности этих пластов угля при большой (свыше 500 м) глубине залегания лишает их промышленного значения. Поэтому нельзя согласиться с мнением Е.М. Ананоевой, В.А. Бугайло и др. о возможном увеличении в 2 раза известных на сегодня запасов углей Тургайского буроугольного бассейна за счет предполагаемого широкого распространения промышленной угленосности в южной его части. Высказанное предположение противоречит имеющимся геологическим материалам. Очевидно, прогноз угленосности был сделан названными авторами в основном только по результатам геофизических исследований и не учитывал ни литолого-фациальных особенностей разреза угленосных отложений, ни палеогеографических условий юрского времени, сопутствовавших осадконакоплению, ни распределения ландшафтных обстановок на территории бассейна.

С окончанием киммерийской складчатости коренным образом меняется направление тектонического развития Тургайского прогиба. Постепенно затухает процесс активизации платформы и неравнозначные дифференцированные движения сменяются длительным общим погружением территории, в процессе которого и формируется современный Тургайский прогиб как крупная синеклиза.

В течение раннемелового времени еще продолжается континентальный режим, происходит накопление аллювиально-озерных образований. В северной части района они сохранились в отдельных погружениях рельефа, имеют небольшую мощность, а иногда среди них присутствуют залежи бокситов. В южной части территории (Южно-Тургайская депрессия) отложения нижнего мела представлены мощной толщей озерных образований.

Альпийская фаза тектогенеза, вызывая новое региональное погружение территории, приводит к трансгрессии позднемелового моря. Последующие положительные и отрицательные движения, происходившие в конце мела и палеогена, вызывали сначала регрессию, а затем новые трансгрессии эоценового моря. Отсутствие меловых отложений на целом ряде участков в пределах территории бассейна и связь этих участков с зонами долгоживших разломов позволяют предположить, что опускание сопровождалось небольшими по амплитуде блоковыми перемещениями.

В среднем олигоцене начался новый подъем территории, вызвавший регрессию палеогенового моря. С позднего олигоцена в регионе устанавливается континентальный режим. Наиболее молодые движения кайнозойского времени привели к образованию широтного водораздельного поднятия, вызвавшего изменение гидрографической системы (реки Убаган, Тургай, Ишим).

Формирование Тургайского прогиба как альпийской синеклизы, развившейся в пределах огромного сложного позднепалеозойского грабена, сопровождалось неоднократно повторяющимися погружениями региона, которые чередовались с кратковременными периодами положительных движений. Это привело постепенно к общему глубокому опусканию региона, происходившему с различной степенью интенсивности. Пермские движения в общем дают ступень погружения 2500—3000 м, триасовые 800—1500 м, юрские 300—1000 м, меловые 100—600 м, палеогеновые 100—200 м и четвертичные 30—80 м. Максимум диапазона отрицательных движений приходится на пермское время. Постепенное затухание тектонической деятельности в последующие периоды выражаются общим уменьшением диапазона движений.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: