Стратиграфия Канско-Ачинского угольного бассейна

В геологическом строении Канско-Ачинского бассейна и его обрамления принимают участие архейские, протерозойские, палеозойские, мезозойские и четвертичные отложения. Они представлены осадочными породами лагунного, морского и континентального происхождения, а также метаморфическими и вулканогенными породами. Палеозойские и мезозойские отложения содержат палеонтологические остатки, позволяющие установить возраст вмещающих их пород. Протерозойские отложения палеонтологически не охарактеризованы. Стратиграфическое расчленение всех отложений дается в соответствии с унифицированной схемой.

Архей. Область распространения архейских гнейсов и кристаллических сланцев ограничивается южными предгорьями Енисейского кряжа, где они обнажаются из-под девонских и мезозойских отложений Рыбинской впадины. Архейские метаморфические породы разделяются по петрографическому составу на два комплекса: канский и енисейский. Канский комплекс гнейсов, кристаллических сланцев и мраморов состоит из роговообманковых, гиперстеновых, двуслюдистых пироксен-плагиоклазовых и гранат-пироксеновых гнейсов. Енисейский метаморфический комплекс, выделенный в южной части Енисейского кряжа, представлен мусковитовыми, гранатовыми, силлиманитовыми гнейсами, амфиболитами, хлорит-серицитовыми сланцами и известняками.

Протерозой. По литологическому составу, стратиграфическому положению и степени метаморфизма пород протерозойские отложения разделяются на нижнепротерозойские и верхнепротерозойские.

Образования нижнего протерозоя распространены в основном в Енисейском кряже и в Восточных Саянах. Они представлены биотитовыми, двуслюдяными, роговообманковыми гнейсами с редкими прослоями мраморов. Все породы сильно метаморфизованы. По петрографическому составу, степени метаморфизма и структурному положению эти отложения идентичны и поэтому в указанных районах описываются под названием бирюсинской свиты.

Породы верхнепротерозойского возраста широко распространены в складчатых областях — Восточном и Западном Саянах, Кузнецком Алатау — и отличаются непостоянством литологического состава. Они представлены метаморфическими сланцами, мраморами, зеленокаменными эффузивамп и кварцитами. Разрез их подразделяется на урманскую, майскую и бахтинскую свиты, которые входят в состав кувайской серии. Весь этот сложный комплекс пород сильно метаморфизован, сильно дислоцирован и прорван многочисленными дайками габбро-диабазов и диабазовых порфиритов.

Кембрийская система. Кембрийские образования широко развиты в Енисейском кряже, Восточном Саяне, хребтах Солгон и Арга. Они представлены преимущественно образованиями, сформировавшимися в различных зонах геосинклинальной области и в различные этапы ее развития. Этим обусловлено разнообразие литологического состава, различная их мощность и палеонтологическая характеристика, а также взаимоотношения с подстилающими и перекрывающими толщами. Кембрийские отложения стратиграфически подразделены на три отдела: нижний, средний, верхний. Литологически они выражены конгломерато-песчано-известковыми и эффузивно-сланцево-известняковыми образованиями, лилово-коричневыми песчано-глинистыми сланцами, зелено-серыми песчанистыми сланцами, мергелями, тонкозернистыми известковистыми песчаниками, серыми известняками, доломитами, доломитизироваиными известняками.

Ордовикская и силурийская системы. Отложения ордовика и силура развиты в основном в пределах Сибирской платформы по северной окраине Абанской впадины. Они представлены мелкозернистыми сахаровидными песчаниками, распространенными в восточной части бассейна, в районе р. Усолки у с. Дзержинского. Эта толща выделяется под названием Дзержинской свиты ордовикского возраста. Аналогичные песчаники были вскрыты скважинами под угленосными отложениями севернее р. Абана.

Девонская система. Отложения девонской системы имеют широкое распространение и во многих пунктах подстилают угленосные отложения основной части Канско-Ачинского бассейна. Они представлены эффузивами, типичными морскими, эпиконтинентальными и континентальными образованиями. Для них характерны: преобладающая красная окраска пород, отсутствие глубокого регионального метаморфизма, относительно небольшая и изменчивая мощность и значительная фациальная изменчивость. Разрез девона представлен всеми тремя отделами.

Нижнедевонские отложения выражены быскарской серией, объединяющей мощные толщи вулканогенных образований, представленных эффузивами различного состава и их туфами, среди которых залегают маломощные прослои и линзы туффитов, песчаников, алевролитов, известняков и конгломератов. Стратиграфическое расчленение вулканогенного комплекса затруднительно вследствие невыдержанности его состава и плохой обнаженности. Мощность отложений быскарской серии ориентировочно равна 600—800 м.

Среднедевонские отложения в восточной части бассейна (Рыбинская опорная скважина) выражены павловской, карымовской и асафьевской свитами, которые параллелизуются соответственно с бейской, сарагашской и толтаковской свитами западной части бассейна. Бейскую свиту слагают преимущественно сероцветные породы: известняки, алевролиты, мергели, песчаники и конгломераты, с перерывом залегающие или на вулканогенных образованиях быскарской серии, или на более древних. Так, в Рыбинской опорной скважине павловская свита залегает па древних гранитах, вблизи контакта сильно разрушенных, каолинизированных и кальцитизированных. Асафьевская и толтаковская свиты представлены конгломератами, красноцветными песчаниками, туфопесчаниками. Так, в основании асафьевской свиты залегают коричневато-серые разногалечные конгломераты. Среди конгломератов имеются линзы (мощностью до 30 см) мелкозернистых песчаников, количество которых вверх по разрезу увеличивается. Мощность свиты определяется в 250 м. Карымовская и соответственно сарагашская свиты слагаются главным образом грубообломочными породами: крупногалечниковые коричневато-красные конгломераты, крупнозернистые песчаники и гравелиты; в верхней части их залегают коричневато-серые мелкозернистые песчаники и алевролиты. Во многих местах бассейна карымовская, а также толтаковская свиты перекрываются юрскими отложениями. В районе г. Красноярска со среднедевонскими отложениями связан слой липтобиотитового угля мощностью до 0,3 м.

Верхний отдел девонской системы в восточной части бассейна представлен кунгусской, лаватской и красногорьевской свитами общей мощностью до 830 м (Рыбинская опорная скважина), которые соответствуют ойдановской, кохайской и тубинской свитам западной его части. Последние три свиты объединены в туранскую серию. Нижняя граница туранской серии проводится условно по кровле сероцветных пород бейской свиты, а верхняя — по смене красноцветов серыми фаунистически охарактеризованными отложениями вышележащей быстрянской свиты (C1). Верхнедевонские отложения в целом представляют мощную красноцветную толщу, сложенную песчаниками, алевролитами, реже мергелями, конгломератами и известняками. Суммарная мощность ее 410—450 м.

Каменноугольная система. Отложения карбона в Канско-Ачинском бассейне достаточно широко распространены, причем значительно большее развитие они имеют в западной части бассейна, где узкой полосой протягиваются вдоль северного склона хребта Солгон и по северо-восточному склону Кузнецкого Алатау. Карбоновыми отложениями сложен и Антроповский вал. В Балахтинском и Рыбинском угленосных районах отложения каменноугольной системы подстилают юрскую угленосную толщу. Широким развитием они пользуются на севере Абанского угленосного района, где распространяются далеко на север, переходя на территорию Тунгусского бассейна.

Литологически каменноугольные отложения выражены мощным комплексом осадочно-туфогенных образований, формирование которых происходило на протяжении нижней и частично средней эпох каменноугольного периода. Стратиграфическое расчленение отложений каменноугольной системы дается по схеме, в основу которой положены палеонтологические данные, стратиграфические и литологические признаки. В западной части бассейна выделяются быстрянская, алтайская, надалтайская свиты турнейского яруса; самохвальская, кривинская, чайская, комарковская, тагарская и подсиньская свиты визейского яруса доугленосного карбона (C1).

Отложения турнейского яруса представлены в основном известняками, алевролитами, туфопесчаниками, туфоалевролитами и туффитами серого, темно-серого, желтовато- и зеленовато-серого цвета. Мощность толщи 120—160 м.

Разрез визейского яруса сложен главным образом песчаниками, туфами и туффитами светло-зеленовато-серого и желто-серого цвета. Песчаники средне- и мелкозернистые, преимущественно аркозовые с примесью туфогенного материала. Известняки встречаются в виде маломощных прослоев и линз. В верхней части разреза наблюдается более частое переслаивание песчаников, алевролитов, туфов и туффитов, обладающих ярко-зеленой, зеленой, реже зеленовато-серой и пепельно-серой окраской. Мощность толщи визейского яруса 470—520 м.

Таким образом, общая мощность нижнекаменноугольных отложений равна 580—680 м. Отложения турнейского и визейского ярусов вместе составляют минусинскую серию нижнекаменноугольной системы.

Значительно меньшим распространением пользуются отложения объединенных отделов нижнего и среднего карбона (хакасская серия C1-2). Они распространены преимущественно в Балахтинском угленосном районе, где подстилают юрские отложения, в районе оз. Белого, у г. Канска, на севере Рыбинской впадины и отмечены в опорной Чулымской скважине.

Литологически отложения хакасской серии представлены мощной (до 170 м) толщей темноокрашенных пород — алевролитов, аргиллитов и песчаников, содержащих единичные прослои угля, а также в значительной мере обогащенных обуглившимся растительным детритом. Отложения хакасской серии на Белоозерском месторождении достигают мощности 270 м. Здесь с ней связаны четыре пласта угля.

Отложения хакасской серии в Рыбинском угленосном районе и на северо-востоке бассейна за пределами Абанского угленосного района развиты не повсеместно. Они выделены здесь в листвяжнинскую свиту, имеющую непостоянный литологический состав. Мощность отложений этой свиты резко меняется; на отдельных участках они полностью уничтожены эрозией в доюрское время. Отложения листвяжнинской свиты на одних участках лежат на образованиях красногорьевской свиты нижнего карбона — девона, на других — на размытой поверхности более низких горизонтов девонских отложений.

В состав хакасской серии входят кварц-полевошпатовые и полимиктовые песчаники и алевролиты с редкими маломощными прослоями углистых алевролитов и фюзеновых углей.

На северо-востоке бассейна за пределами Абанского угленосного района отложения листвяжнинской свиты отличаются повышенной угленосностью. Здесь установлено от 3 до 5 пластов угля рабочей мощности (0,7 м и выше) и до 7 тонких пропластков угля мощностью от 0,2 до 0,6 м. В этом районе листвяжнинская свита (С2-3) имеет значительную мощность, равную 350—400 м, в отличие от Рыбинского района, где мощность ее 50—70 м. Угленосный карбон, распространенный на северо-востоке бассейна, является южной границей Тунгусского бассейна.

Пермская система. Пермские отложения имеют весьма ограниченное развитие в Канско-Ачинском бассейне: установлены только в северной оконечности бассейна, за пределами Абанского угленосного района, в бассейне рек У солки и Подкаменной. Они здесь представлены нижним отделом (P12) и выделены в рыжковскую свиту, которая сложена переслаивающимися светло-серыми и зеленовато-серыми олигомиктовыми песчаниками, серыми и темно-серыми алевролитами и аргиллитами; аргиллиты часто углистые. Встречаются пласты угля мощностью до 3—4 м; угли бурые, переходящие в каменные. Мощность отложений рыжковской свиты 250 м. Указанные пласты угля встречаются уже за пределами Канско-Ачинского бассейна, в Тунгусском бассейне пермские отложения слагают также верхнюю часть разреза Белоозерского каменноугольного месторождения в западной части бассейна. Мощность их здесь равна 810 м (см. ч. первую «Минусинский угольный бассейн»),

Юрская система. Юрские угленосные отложения составляют основную продуктивную толщу Канско-Ачинского бассейна и пользуются наиболее широким развитием. Их накопление происходило в континентальных платформенных условиях на огромной территории от г. Судженка на западе и до г. Иркутска на востоке, в пределах единой Канско-Ачинско-Иркутской угленосной провинции. В настоящее время в результате денудации распространение юрских отложений на востоке ограничивается р. Бирюсой, на юге — предгорьями Восточного Саяна и Кузнецкого Алатау, на северо-западе они погружаются под более молодые осадки Западно-Сибирской платформы, где угленосная фация сменяется морской.

Отложения юры несогласно залегают на размытой поверхности более древних образований: на восточном склоне Енисейского кряжа они залегают на архее, на северном склоне Кузнецкого Алатау — на протерозое, в других пунктах (Абанский, Назаровский районы) — на нижнем, среднем и верхнем палеозое, в Чулымской опорной скважине — на триасе. В основании юры наблюдается кора выветривания.

He вызывает сомнений наличие в бассейне угленосных отложений всех трех отделов юрской системы — нижнего, среднего и верхнего. Расчленение их на отделы произведено на основании изучения вегетативных растительных остатков, спорово-пыльцевого комплекса, фауны и циклического характера накопления осадков. Каждый из указанных отделов юры в бассейне представляет собой законченный осадочный цикл с определенным, свойственным только ему, палеофитозом.

Мощность юрских отложений в разных районах бассейна неодинакова: наибольшая в предгорных районах бассейна — Балахтинском (965 м), Саяно-Партизанском (750 м), в опорных скважинах — Чулымской (850 м), Белоярской (1100 м), Канской (870 м); наименьшая — в районах с типичными платформенными условиями осадконакопления, например в Абанском, где мощность угленосной толщи достигает всего 200 м.

В целом для юрских отложений характерна резкая фациальная изменчивость. Закономерно направленные тектонические движения обусловили ритмичное строение угленосной толщи в целом. Отдельные свиты, выделенные по принципу ритмичности, хорошо прослеживаются на огромной площади бассейна, несмотря на некоторое изменение их литологического и фациального состава.

Меловая система. Меловые отложения распространены только в западной части бассейна, где они со скрытым несогласием перекрывают юрские и более древние осадки. По литологическому составу и палеонтологическим данным выделяются отделы: нижний (илекская и кийская свиты) и верхний (симоновская и сымская свиты). В пределах бассейна распространены обе свиты нижнего мела. Наибольшим развитием пользуются отложения илекской свиты, которые перекрывают юру. Нижние горизонты ее сложены глинистыми мелкозернистыми песчаниками с характерными известковистыми стяжениями, переслаивающимися с серыми глинами и белыми сахаровидными песками. Кверху появляются зеленоватые, голубые и красные глины, аргиллиты и алевролиты.

Палеогеновая и неогеновая системы. В пределах бассейна эти отложения развиты только в Приенисейской части по р. Кети, где они перекрывают меловые и юрские угленосные осадки. Литологический состав их характеризуется обилием грубообломочных материалов: песков, галечников, гравия, железистых конгломератов и углей. С этими отложениями связана угленосность Бельско-Мотыгинского буроугольного месторождения. Отложения палеогена и неогена трансгрессивно перекрывают меловые, юрские и древние образования со слабо выраженной волнистостью северо-восточного простирания.

Четвертичная система. Четвертичные отложения пользуются широким распространением по всей площади бассейна. Среди них выделяются покровные элювиально-делювиальные, террасовые аллювиальные и эоловые образования. Покровные отложения, залегающие обычно на вершинах и на склонах водоразделов, представлены глинами, галечниками и суглинками. Аллювиальные отложения речных террас наиболее широко распространены в долинах рек Енисея, Чулыма, Кана, Бирюсы и их притоков.