Ритмичность осадконакопления юрской угленосной толщи

Как уже было установлено, исследуемая угленосная толща построена ритмично. Однако, в отличие от паралических угольных бассейнов палеозойского возраста типа Донбасса, где наиболее четко выражена и хорошо выдерживается по простиранию ритмичность сравнительно мелкого масштаба (порядка 10—20 см), в юрской угленосной толще исследуемого района такая ритмичность выражена слабее и не имеет регионального значения. Зато достаточно ясно намечается более крупная ритмичность нескольких порядков.

По масштабу и сложности строения в Южноякутской угленосной толще удается выделить 5 типов ритмов, которые мы будем называть, придерживаясь наиболее распространенной терминологии: микроритмы, ритмы первого порядка (элементарные ритмы), ритмы второго порядка (мезоритмы), ритмы третьего порядка (макроритмы), ритмы четвертого порядка (мегаритмы).

Микроритмы. Это очень мелкие (0.5—5 см) гранулометрические ритмы, в которых наблюдаются постепенное уменьшение крупности обломочных зерен снизу вверх по разрезу и достаточно резкие переходы от одного ритма к другому. Крупность обломочного материала, входящего в их состав, и диапазон изменения гранулометрических разностей могут сильно варьировать в зависимости от фациальных условий, в которых образовался данный слой, и от его стратиграфического положения. Так, в дурайской и чульманской свитах микроритмы имеют наиболее тонкозернистый состав и сравнительно небольшой диапазон изменений гранулометрических разностей (обычно от аргиллита до алевритового песчаника). В юхтинской, нерюнгриканской и других свитах микроритмы обладают несколько большей мощностью (до 0.3 м), большей крупностью обломочного материала и более широким диапазоном изменения гранулометрического состава: от алевролитов (реже аргиллитов) до грубозернистых песчаников включительно. Микроритмы наблюдались почти во всех фациях, но особенно распространены в пойменных и озерных отложениях. Отдельные микроритмы прослеживаются на очень ограниченных расстояниях (по-видимому, не более десятка метров). Происхождение их скорее всего связано с сезонными изменениями количества и качества приносимого терригенного материала.

Ритмы первого порядка (элементарные ритмы). Ритмы этого типа представлены в разрезе наиболее простым закономерным чередованием фациальных типов отложений.

Типичное строение ритмов первого порядка следующее. Внизу находятся аллювиальные песчаники, лежащие с размывом на подстилающих породах. Вверх по разрезу они сменяются более тонкозернистыми разностями — либо алевритовыми песчаниками с характерной косоволнистой слоистостью (фация прирусловых отмелей), либо переслаиванием песчаноглинистых осадков, составляющих комплекс пойменных отложений. Выше лежит пачка болотных отложений, представленных глинистыми породами, нередко включающими угольный пласт. Если ритм полный, он заканчивается слоем озерных или пойменных осадков. Выше со следами размыва лежат песчаники следующего ритма.

Вышеописанный пример представляет случай наиболее полного ритма первого порядка. Нередко наблюдаются некоторые вариации: например, русловые отложения нижней части ритма могут замещаться пойменными, озерные — болотными отложениями без торфонакопления и т. п. Нередко наблюдается выпадение отдельных частей ритма; так, очень часто надугольная часть вообще отсутствует и непосредственно на угольном пласте с размывом лежат песчаники следующего ритма.

Средняя мощность ритмов этого типа 10—20 м. Ритмы первого порядка достаточно отчетливо выделяются в каждом отдельном разрезе, в большинстве случаев плохо выдерживаются по простиранию и регионального значения не имеют.

Ритмы второго порядка (мезоритмы). Каждый мезоритм включает в себя несколько элементарных ритмов (обычно 2—4). Строение мезоритмов в общих чертах аналогично строению элементарных ритмов: нижняя часть их сложена преимущественно песчаными отложениями; средняя — наиболее тонкозернистыми осадками, заключающими основные угленосные горизонты; верхняя часть также представлена главным образом тонкозернистыми осадками, но, как правило, безугольными или содержащими непромышленные угольные пропластки. В большинстве разрезов верхняя треть мезоритмов отсутствует, вследствие чего песчаники вышележащего мезоритма нередко контактируют непосредственно с угольными пластами, развитыми в средней части нижележащего мезоритма.

В каждой свите выделяется 3—4 мезоритма мощностью от 45 до 70 м, причем, несмотря на наличие общих закономерностей строения, каждый мезоритм несколько отличается от предыдущего. Снизу вверх по разрезу от одного мезоритма к другому наблюдается уменьшение гранулометрического состава и соответствующее возрастание степени угленосности.

Интересен, однако, тот факт, что при более тщательных исследованиях (которые нам удалось провести на дурайской свите) оказывается, что при наблюдающемся снизу вверх по разрезу свиты общем уменьшении роли потоков (их эрозионной и аккумулятивной деятельности) и последовательном возрастании степени угленосности минимум приноса терригенного материала приходится не на последний (верхний) мезоритм дурайской свиты, а на предпоследний (мезоритм с пластом Карьерным). Здесь наблюдается наиболее широкое развитие озерных отложений, представленных в значительной степени аргиллитами, сравнительно редко встречающимися в других частях разреза. Среди этой пачки тонкоотмученных пород залегает угольный пласт Карьерный, являющийся, по данным И.Э. Вальц, наиболее чистым угольным пластом из всех пластов угленосной толщи, содержащим минимальное количество терригенной примеси. В вышележащих угольных пластах (Чульмаканском и Верхнем), относящихся к последнему мезоритму дурайской свиты, зольность начинает несколько возрастать. Так, пласт Чульмаканский по составу близок к Карьерному, а в пласте Верхнем зольность уже значительно выше.

По-видимому, на верхнем мезоритме дурайской свиты отразилось влияние начала нового макроритма (гонгринского), и эта часть разреза носит как бы переходный характер.

Возможно, что аналогичная картина будет иметь место и в других свитах.

Прослеживание мезоритмов той же дурайской свиты по простиранию показывает, что даже на сравнительно коротких расстояниях (200—500 м) все мезоритмы претерпевают некоторые изменения по мощности,, фациальному составу, количеству составляющих их элементарных ритмов и т. д. Тем не менее выделение и прослеживание мезоритмов при наличии достаточного количества разрезов не представляют особых затруднений, хотя в отдельных случаях граница между ними и не всегда ясна. Вероятно, ритмы такого порядка являются региональными, сохраняющимися на значительных расстояниях. В зависимости от этого и положение промышленных угленосных горизонтов, связанных, как правило, со средней частью мезоритмов, более или менее постоянно, хотя мощность отдельных пластов и качество углей несомненно меняется по площади, как меняются и сами ритмы, под влиянием целого ряда дополнительных факторов, (дифференцированные тектонические движения, фациальная зональность,, относительное расположение источников сноса и т. д.). На прилагаемых разрезах (рис. 13, 14 и 31) ориентировочно намечено подразделение свит на мезоритмы на Чульмаканском участке. При рассмотрении указанных разрезов нетрудно заметить, что в большинстве свит (кроме дурайской) выделяется по три мезоритма. Как уже мы отмечали выше, возможно, что и в дурайской свите будет более правильным выделить не четыре, а три мезоритма, объединив вместе два нижних.

Таким образом, наиболее распространенным является трехчленное-подразделение свит на мезоритмы. Нижние мезоритмы образуются, как правило, в условиях максимального развития эрозионной и аккумулятивной деятельности русловых потоков и обильного приноса обломочного материала, т. е. в условиях, неблагоприятных для сохранения торфяников, хотя последние, по-видимому, продолжали накапливаться и в эти периоды. Судя по дурайской свите, средний мезоритм (особенно верхняя половина его) отражает наиболее спокойные условия осадконакопления и минимальный принос обломочного материала. Верхний мезоритм также образуется в спокойных условиях, но все-таки уже несет на себе следы начала следующего макроритма (в верхней части его, как уже отмечалось, увеличивается количество терригенной примеси в угольных пластах).

Угленасыщенность закономерно нарастает снизу вверх по разрезу от одного мезоритма к другому и достигает максимума в верхнем мезоритме каждой свиты.

Ритмы третьего порядка (макроритмы). О ритмах такого типа уже много говорилось в предыдущих разделах. Ритмичность третьего порядка является достаточно хорошо выраженной в разрезе и прекрасно прослеживается на больших расстояниях, что и послужило поводом для использования ее в качестве основы для дробного стратиграфического расчленения угленосной толщи на свиты.

Макроритмы имеют мощность 200—250 м. О строении их достаточно подробно было сказано выше, при описании свит, которые и представляют собой макроритмы.

Тектоническое происхождение макроритмов не вызывает сомнения. Макроритмы, выделенные на Центральном участке, прослеживаются на сотни километров, сохраняя свои основные характерные черты. Они описаны В.И. Конивцом для западной части Южноякутской угленосной площади и В.М. Власовым для Восточного района. Несомненно, что аналоги их удастся обнаружить и севернее, в синхронных юрских отложениях Алданского и Чугинского районов.

Ритмы четвертого порядка (мегаритмы). Как мы уже говорили, вся угленосная толща, за исключением, может быть, холодниканской свиты, представляет собой единый осадочный комплекс, который можно рассматривать как один крупный осадочный ритм. Весь мегаритм имеет мощность более 1000 м. Нижняя часть его сложена грубозернистыми осадками преимущественно аллювиально-пролювиального характера (юхтинская свита), переходящими постепенйо к средней части мегаритма (или мегацикла) в тонкозернистые осадки пойменно-озерно-болотных и аллювиальных фаций (дурайская свита). Учитывая, что начало и конец данного ритма сложены аналогичными осадками (преобладание грубозернистых пород) и образовались примерно в сходных фациальных условиях {широкое развитие аллювиально-пролювиальных осадков), правильнее было бы, может быть, применять для него термин не «ритм», а «цикл» осадконакопления.

Выше по разрезу вновь начинается смена обстановки в обратном направлении — в сторону развития грубозернистых алювиально-пролювиальных отложений, которые постепенно прогрессируют в своем развитии, что приводит в конце концов к прекращению угленакопления в верхах холодниканской свиты.

В указанном мегаритме фиксируется трехкратная смена фациальной обстановки в областях сноса: 1) образование возвышенностей и интенсивный размыв их; 2) почти полная денудация и выравнивание рельефа; 3) новый подъем в областях сноса, который в конце концов привел, по-видимому, к окончательному выполнению осадками Южноякутской депрессии и прекращению ее существования.

Интересно, что закономерности осадконакопления, наблюдающиеся внутри мегаритма, не всегда совпадают с закономерностями угленакопления той же толщи.

Насколько можно судить на основании имеющихся данных, угленасыщенность неуклонно возрастает снизу вверх по разрезу, вследствие чего максимальная угленосность приурочена к верхней части данного осадочного комплекса. Ho характер изменения зольности угольных пластов повторяет общую картину изменения литологического состава осадков внутри макроритма, упомянутую выше: наиболее чистые угольные пласты сосредоточены в средней части дурайской свиты, а вниз и вверх по разрезу зольность возрастает.

Естественно, что в зависимости от расположения той или иной точки относительно областей сноса гранулометрический и фациальный состав внутри отдельных свит будет меняться, но общая картина последовательной смены обстановок, по-видимому, останется более или менее постоянной для всей угленосной площади.