Условия осадконакопления мезозойских отложений Южной Якутии

После длительного перерыва в осадконакоплении, продолжавшегося с кембрия, в среднеюрское время начался новый орогенический цикл, связанный с формированием Станового хребта. Одновременно с этим поднятием в южной части Алданского щита происходило опускание участков земной коры, и образовался прогиб, в котором накапливался обломочный материал, сносимый с возвышенных частей рельефа.

Депрессия, выполненная юрскими осадками, имеет вид полосы, широта о вытянутой вдоль южной окраины Алданского щита. Почти полная аналогия стратиграфических разрезов, характера ритмичности и петрографического состава обломочного материала, наблюдающаяся на всем протяжении полосы юрских отложений Южной Якутии, от Западного участка до Восточного, свидетельствует о существовании единой области сноса, простиравшейся в широтном направлении. Областями сноса, по-видимому, служили цепи возвышенностей, возникших в юрское время на месте современного Станового хребта. Однако не исключена возможность что в отдельные моменты снос материала происходил частично и с севера. Об этом свидетельствует, например, наличие гальки кембрийских доломитов среди конгломератов юхтинской свиты.

Судя по характеру отложений потоков, стекавших с указанных возвышенностей, превышения были сравнительно небольшими, так как почта нигде, даже на южной окраине угленосной площади, мы не встречаем типичных отложений конусов выноса. Только в самой нижней и самой верхней частях разреза обнаружены породы, относящиеся, по-видимому, к этой группе фаций, однако мощных конгломератовых пачек и здесь встречено мало, кроме Восточного участка, где базальная толща конгломератов достигает местами 100 м.

Область осадконакопления, вероятно, представляла собой обширную плоскую аллювиальную равнину, покрытую озерами и болотами и пересекавшуюся множеством небольших рек. Последние в отличие от современных, по-видимому, не имели постоянных русел, а представляли собой многочисленные, но небольшие потоки, мигрировавшие по равнине.

Осадки, сносившиеся с возвышенных частей рельефа, распределялись на площади депрессии в определенной последовательности: в непосредственной близости от областей сноса отлагался более грубозернистый материал, образуя местами конусы выноса, затем потоки постепенно теряли скорость и выносимый ими обломочный материал становился все тоньше и распределялся по обширной территории.

Имеющийся в настоящее время материал недостаточен, для того чтобы составить детальные палеогеографические карты для больших площадей и с их помощью выявить контуры русел, их ширину, протяженность, направление течений и т. д. Такая возможность имеется лишь для весьма ограниченной части разреза — дурайской свиты, на площади около 3 км2, в пределах Чульмаканского участка. Для отдельных горизонтов дурайской свиты нами составлено несколько фациальных карт, на которых отражена обстановка осадконакопления в отдельные отрезки времени. При анализе этих карт нетрудно убедиться, что в течение всего рассматриваемого периода из всех фациальных типов пород осадки потоков играли ведущую роль. В периоды регионального торфонакопления ширина русел сужалась до минимума, но, по-видимому, местами они все еще продолжали играть существенную роль.

Намечается два основных направления потоков: меридиональное и широтное. Поскольку снос происходил преимущественно с юга, существование меридиональных потоков вполне закономерно. Однако и широтные направления наблюдаются довольно часто и вряд ли являются случайными. Отмечено, что в период накопления осадков дурайской свиты большинство потоков имели преимущественно широтное направление (рис. 21, 23, 25), которое затем, в самом конце этого периода (рис. 26), меняется на меридиональное. Последнее становится господствующим в нижних горизонтах гонгринской свиты (рис. 27).

Возможно, что и в периоды накопления других свит имели место аналогичные изменения направления и интенсивности течений: в начале макроритма преобладали меридиональные потоки, обладавшие более высокой активностью, а к концу того же макроритма, по мере пенепленизации рельефа, потоки начинали меандрировать и процессы эрозии и аккумуляции замедлялись.

Несомненно, что преимущественное направление потоков в тот или иной период, долговременность их существования и интенсивность осадконакопления в них (определившая мощность песчаных пачек) находились в зависимости от тектонического режима данного участка, изменявшегося со временем.

Для других свит аналогичных фациальных карт составить не удалось. Тем не менее можно провести сравнение развитых в них русловых осадков с аналогичными породами дурайской свиты и на основании сходства или различия литогенетических признаков сделать некоторые предположения относительно особенностей палеогеографических обстановок этих периодов.

Как уже отмечалось выше, сравнивая осадки различных свит, можно сделать следующие выводы о динамике потоков. При накоплении осадков юхтинской свиты потоки несомненно имели значительную скорость течения (0,6—2.0м/сек.) и обладали сравнительно высокой эрозионной активностью.

В период накопления чульманской свиты активность потоков несколько снизилась. В дурайскую эпоху, как мы уже отмечали, скорость течения была минимальной (около 0.5 м/сек.), потоки, по-видимому, сильно меан-дрировали и эрозия была слабо выражена.

Начиная с верхней половины гонгринской свиты наблюдается новое оживление эрозионной и аккумулятивной деятельности потоков, продолжавшее в дальнейшем возрастать до конца юрского периода.

Следы эрозионной деятельности потоков заметны повсеместно: во всех свитах в основании песчаных слоев, залегающих на глинистых породах, последние в подавляющем большинстве случаев несут на себе следы размывов. Глубина размывов, как правило, небольшая, в пределах 1—2 м, а часто и меньше. В некоторых случаях, однако, наблюдая разрезы двух смежных скважин, мы видим быстрое замещение по простиранию достаточно мощной толщи глинистых осадков (15—25 м) аллювиальными песчаниками.

Однако изучение этих материалов по керну буровых скважин не позволяет с точностью установить, является ли такое замещение результатом эпигенетического размыва или сингенетического. Для окончательного решения такого вопроса необходимы наблюдения в коренных обнажениях.

При изучении коренных обнажений на р. Чульмане, у пос. Нерюнгра, по р. Унгре и в других местах нам неоднократно удавалось наблюдать следы размывов в основании песчаных пачек, но во всех случаях размывы достигали небольшой глубины (несколько десятков сантиметров). Только в одном обнажении на левом склоне долины р. Чульмана, примерно в 7—10 км ниже одноименного поселка, нам удалось наблюдать размыв глубиной в несколько метров, а может быть даже и больше, на контакте чульманских песчаников с юхтинской свитой. По-видимому, в тех свитах, где состав пород наиболее грубозернистый, можно ожидать большей глубины размывов.

Водораздельные пространства водотоков представляли собой в юрское время плоскую низменную равнину, покрытую многочисленными озерами и болотами. Уровень грунтовых вод располагался здесь, по-видимому, достаточно высоко, так что в периоды половодий или ливней большая часть водораздельных пространств покрывалась водой и служила местом накопления разнообразного комплекса пойменных осадков.

Поскольку осадки субаэрального типа встречаются в очень небольшом количестве, можно предполагать, что суша занимала ограниченные пространства. Однако, учитывая тот факт, что во многих случаях суша служит местом разрушения, а не накопления осадков, и принимая во внимание, что наземные отложения накапливаются обычно в небольших количествах и трудны для диагностики, они являются наименее изученными и судить о их фактическом распространении без детального изучения трудно.

Озера, покрывавшие водораздельные пространства, были в большинстве случаев небольшие по размерам (порядка нескольких сотен метров, возможно до 1—2 км), мелкие, типа пойменных или старичных. Преобладающим типом осадков в них являлись илы, мощность которых составляла от 0,5—1 до 5—10 м и в редких случаях больше, что указывает на сравнительную непродолжительность существования этих водоемов.

Среди озерных отложений, сложенных преимущественно горизонтальнослоистыми алевролитами, встречаются небольшие линзовидные Прослои известняка и мергеля; в некоторых из них термический анализ показывает присутствие доломита. Последнее свидетельствует о том, что в некоторых водоемах была повышенная минерализация воды (возможно даже, что некоторые озера были солоноватоводными).

Судя по имеющимся данным, наиболее широкое развитие озерные отложения получили в верхних горизонтах чульманской и дурайской свит, причем намечается возрастание роли озерных фаций по направлению к северу. Однако эти озера были, по-видимому, небольшими, разобщенными. В остальных частях разреза роль озерных фаций заметно уменьшается. В верхних свитах (нерюнгриканской и холодниканской) они почти полностью отсутствуют.

Из остатков фауны среди озерных отложений обнаружены в небольшом количестве раковины пресноводных моллюсков и остатки рыб (чешуя и неясные отпечатки скелетов). Несомненно, что органическая жизнь была значительно более многообразной, но условия для сохранения ископаемых остатков были неблагоприятными, так как преобладали фации текучих вод, а бассейновые фации, наиболее благоприятные как для развития, так и для захоронения органических остатков, играли сравнительно небольшую роль. Зато растительный мир отличался богатством видового состава и оставил свои следы в виде многочисленных отпечатков разнообразных растений, представленных папоротниками, гингковыми, хвойными и т. д.

В течение всего рассматриваемого периода большую роль играли болотные фации, с которыми, собственно, и связаны продуктивные горизонты.

Болота были различные как по генезису, так и по размерам, по долговременности существования и т. д. По характеру осадков можно выделить два основных типа болот: торфяники и болота без торфонакопления. Последние, литологически представленные неслоистыми, тонкоотмученными осадками с массой беспорядочно рассеянного растительного детрита, образовались, видимо, из усыхающих, мелководных пойменных озер. Как уже отмечалось, эти отложения тесно связаны, с одной стороны, с озерными отложениями, с другой — с угольными пластами, явившимися продуктами позднейшего преобразования торфяников.

Торфяные болота, или торфяники, являющиеся источником углеобразования, представляют наибольший практический интерес. Однако подробно останавливаться на них мы не будем, так как изучению отложений этой фации посвящен целый раздел в главе IV настоящего труда, где И.Э. Вальц дала им исчерпывающую характеристику.

Ограничимся лишь самыми общими сведениями об угольных пластах Южноякутской угленосной площади. Все угольные пласты, заключенные в рассматриваемой осадочной толще, можно подразделить на две группы: а) сравнительно мелкие прослои угля и углистого аргиллита, линзовидно выклинивающиеся на небольших расстояниях; б) достаточно мощные пласты угля, прослеживающиеся на большие расстояния (до нескольких десятков километров, а возможно и более).

Мелкие линзовидные пласты и прослои угля, видимо, представляют собой образования небольших пойменных болот, существовавших во все периоды в том или ином количестве на площади депрессии.

Образование угольных пластов второй группы связано с особыми тектоническими и палеогеографическими условиями, когда происходило выравнивание рельефа, а принос обломочного материала был минимальным. В такие периоды на обширных пространствах создавались благоприятные условия для развития болот, в которых, при продолжавшемся медленном погружении области депрессии, могли накапливаться огромные толщи торфа, преобразовавшиеся впоследствии в рабочие пласты угля. Данный процесс торфонакопления имел региональный характер.

В стратиграфическом расположении угольных пластов этого типа намечается определенная закономерность, о которой уже сказано выше.

В отношении горизонтального изменения угленосности вопрос пока неясен. Имеются сведения о некотором возрастании мощности отдельных угольных пластов Чульмаканского участка по направлению к юго-западу, о расщеплении. и частичном выклинивании пласта Карьерного по направлению к северу и др., но все это пока только предварительные данные.

В течение всего времени существования депрессии в ее пределах сохранялась обстановка аллювиальной равнины с широким развитием описанных выше отложений русел, озер и болот. Ho соотношение между этими фациями периодически менялось в соответствии с изменением тектонического режима данной области и смежных с нею районов.

Тектонические движения, продолжавшиеся на протяжении всего рассматриваемого периода, носили сложный характер, о чем свидетельствует наличие в осадочной толще ритмичности нескольких порядков.

Вся угленосная толща представляет собой один крупный осадочный цикл, характеризующийся преобладанием в нижней своей части грубозернистых осадков, в средней — наиболее тонкозернистых, которые затем, вновь сменяются вверх по разрезу грубозернистыми породами.

Такое строение разреза позволяет различать две фазы тектонических движений.

Первая фаза, приуроченная к началу юхтинского времени и связанная с поднятием в области современного Станового хребта, послужила причиной возбуждения интенсивных процессов эрозии и аккумуляции. В это время в области прогиба южной части Алданского щита на размытой поверхности кембрийских и докембрийских пород начал накапливаться грубообломочный материал, слагающий основание юхтинской свиты. С течением времени образовавшиеся возвышенности постепенно размывались. По мере выравнивания рельефа снижалась скорость течения русловых потоков, а следовательно и их эрозионная деятельность, вследствие чего изменялся гранулометрический состав приносимого обломочного материала: грубозернистый материал постепенно уступал место тонкозернистому. В отношении фациального состава это изменение выразилось в широком развитии фаций озер и болот, осадки которых мы встречаем в значительном количестве в верхней части чульманской и дурайской свит.

Затем началась новая фаза орогенических движений, вызвавшая омоложение рельефа и усиление процессов эрозии и аккумуляции. Она продолжалась до конца юрского периода и обусловила заполнение прогиба депрессии обломочным материалом.

Кроме вышеупомянутых сравнительно крупных фаз тектонических движений, существовали тектонические движения и более мелкого масштаба различной амплитуды, вызывавшие образование ритмичности более низких порядков, закономерную смену фаций и периодическое возникновение условий, благоприятных для угленакопления.

Периоды обильного приноса терригенного материала и широкого развития аллювиальных и пролювиальных отложений сменялись более или менее длительными периодами почти полного отсутствия приноса обломочного материала, и тогда в условиях значительной обводненности и пышного развития растительности на большей части территории возникали обширные болота с торфонакоплением. Они существовали до тех пор, пока следующий тектонический подъем не нарушал установившегося равновесия. Тогда снова резко увеличивался принос обломочного материала, с той или иной интенсивностью возобновлялась эрозионная и аккумулятивная деятельность водных потоков и на слегка размытой поверхности предыдущего осадочного ритма вновь начинали накапливаться разнообразные осадки аллювиальной равнины: потоковые, пойменные, озерные и т. д., но уже несколько иного характера, чем в предыдущем ритме.

Все ритмы построены по одному типу, но ни один из них не повторяет полностью предыдущего. Так, каждая свита, несмотря на сходство слагающих ее пород с отложениями других свит и общие закономерности строения, имеет свои специфические черты, изменяющиеся со временем, что отражает поступательный ход развития и формирования данной области.

Отсутствие внутри рассматриваемой толщи сколько-нибудь заметных стратиграфических и угловых несогласий и небольшая глубина эрозионных размывов свидетельствуют о более или менее плавном, постепенном характере изменений и отсутствии резких скачкообразных движений того или иного знака.

Орогенические движения периодически сопровождались в смежных территориях вулканическими извержениями, оставившими свои следы в виде примеси пирокластического материала, обнаруженного в том или ином количестве во всех свитах, а также пластов эффузивных пород, развитых вдоль поперечных разломов, наблюдаемых в Восточном районе и особенно в южной его части.

Нарисованная выше картина условий мезозойского осадконакопления на площади Южной Якутии является, конечно, далеко не полной, поскольку наши исследования представляют лишь начальный этап в изучении Южноякутской угленосной площади.