Геологическое описание Ткварчельского каменноугольного месторождения

Разрез месторождения начинает вулканогенная порфиритовая свита байоса, в составе которой преобладают туфы (пелитовые, агломератные, кристаллические и агломерато-кристаллические), туфопесчаники, туфоконгломераты и туфобрекчии. Наряду с ними заметную роль в составе порфиритовой свиты месторождения играют и нормальные осадочные породы, состоящие из пере-отложенного значительно переработанного туфогенного материала, часто с примесью продуктов размыва кристаллических пород Грузинской глыбы. Изверженные породы в порфиритовой свите на месторождении встречаются редко и представлены кварцевыми порфиритами зеленовато-белого цвета. Верхи порфиритовой свиты в Ткварчели сложены (неповсеместно) плотными хорошо слоистыми серыми песчаниками от мелко- до крупнозернистых и реже — глинистыми сланцами. Мощность этого горизонта местами достигает 150 м (рис. 315).

Породы порфиритовой свиты плотные, крепкие. Окрашены в серый или темно-серый цвет, в свежем изломе обычно с зеленоватым оттенком; встречается красная окраска породы; туфы часто бывают пепельно-серыми.

Возраст порфиритовой свиты установлен фаунистически. В венчающей ее пачке слоистых песчаников и глинистых сланцев найдены: Phylloceras cf. kudernatschi Hauer var. samtshikiensis Kakh.

На порфиритовой свите лежит угленосная. Слагают ее следующие породы:

1. Песчаники кварцево-граувакковые, граувакково-кварцевые и граувакковые.

2. Алевролиты граувакково-кварцевые, кварцево-слюдистые и пелит-алевролиты.

3. Аргиллиты битуминозные, углистые, сидеритовые и обыкновенные.

Для угленосной свиты, особенно для верхов ее продуктивного горизонта, характерны сидеритовые конкреции.

Расположение пород в разрезе угленосной свиты подчинено некоторой закономерности: нижняя ее часть сложена преимущественно песчаниками и алевролитами, а верхняя — аргиллитами. Пo этому различию в литологическом составе угленосная свита делится на два горизонта: нижний — продуктивный и верхний — непродуктивный. Угольные пласты в основном приурочены к нижнему горизонту, в верхнем же встречен лишь один пласт, распространенный на небольшой площади.

Песчаники продуктивного горизонта обычно мелко- и среднезернистые, крупнозернистые разности редки; характеризуются плохой отсортированностью как по крупности зерна, так и по степени его окатанности.

Разрезы продуктивного горизонта отличаются непостоянством, вызванным быстрой фациальной сменой пород на коротких расстояниях; маркирующих слоев нет.

Непродуктивный горизонт в основном сложен весьма характерными черными и темно-серыми плотными аргиллитами. Он распространен лишь на II, III и IV угленосных площадях. На V площади он, вероятно, уничтожен эрозией, а на I и VI площадях — размыт трансгрессией пестроцветной свиты.

Мощность продуктивного горизонта угленосной свиты 170—200 м, непродуктивного 80—100 м.

Возраст угленосной свиты определяется по региональным соображениям как батский.

На подстилающей порфиритовой свите угленосная лежит с некоторым стратиграфическим перерывом, но без видимого углового несогласия. Видимо, начавшаяся уже в верхах байоса фаза орогенеза, известная в Грузии под названием батской, привела к некоторому, в общем незначительному, поднятию района месторождения.

Верхний контакт угленосной свиты с лежащей на ней пестроцветной свитой трансгрессивный. Это хорошо видно на I и VI угленосных площадях, где с востока на запад можно проследить по скважинам постепенное срезание угленосной свиты пестроцветной, вплоть до полного размыва и налегания последней непосредственно на порфиритовую свиту.

Пестроцветная свита в районе г. Ткварчели довольно отчетливо подразделяется на два горизонта. Нижний сложен зелеными, зеленоватосерыми и синевато-зелеными алевролитами, песчаниками и конгломератами. Конгломераты обычно мелко- и среднегалечные, но встречаются и крупногалечные. Песчаники обладают различной крупностью зерна, от мелко- до грубозернистых разностей и даже гравелитов. Верхний горизонт сложен красными, кирпично-красными, фиолетово-красными, бурокрасными алевролитами, песчаниками и конгломератами. К верхам этого горизонта приурочены линзы и слои гипса.

Для пестроцветной свиты характерно содержание большого количества продуктов размыва пород порфиритовой свиты, в отличие от образований угленосной свиты, в которых этот материал присутствует в очень незначительном количестве.

Средняя мощность нижнего горизонта пестроцветной свиты 100—120 м. Верхний горизонт на большей части месторождения является наиболее молодым членом разреза. Только в юго-западной части месторождения пестроцветная свита перекрывается меловыми отложениями, но и здесь контакт тектонический, поэтому полная мощность верхнего горизонта на месторождении не сохранилась. Наибольшая мощность верхнего горизонта наблюдается на IV угленосной площади — до 400—450 м.

Общий характер пестроцветной свиты — наличие конгломератов и слоев гипса в верхах — говорит о ее регрессивном характере. Ho в ряде мест четко выражено трансгрессивное налегание свиты на подстилающие отложения (в частности в Ткварчели, на разные горизонты угленосной свиты, вплоть до полного ее размыва). Это кажущееся противоречие, по А.И. Джанелидзе и И.Р. Кахадзе, объясняется ингрессией кимериджских лагун в депрессии, созданные андийской фазой орогенеза. Таким образом, в пределах Ткварчельского района пестроцветная свита является результатом полного цикла седиментации с трансгрессивной частью внизу и регрессивной вверху.

Так как свита фаунистически немая, возраст ее определяется из региональных соображений как кимеридж-титонский (?).

В юго-западной части месторождения пестроцветная свита перекрывается отложениями мела, причем контакт между ними явно тектонический: наблюдаются опрокинутое залегание, сильное смятение и раздробленность слоев мела. Вероятно, это является результатом неоднократно отмечавшегося в геологической литературе по Западной Грузии так называемого краевого надвига мела на юру.

Мел представлен всеми своими ярусами. Его слагают в основном известняки (в низах песчанистые и затем массивные, вверху слоистые с конкрециями кремня), в меньшей степени мергели.

Переход между ярусами мела постепенный и так же постепенно мел переходит кверху в палеоген-неогеновые отложения.

Почти вся территория месторождения перекрыта мощным покровом четвертичных отложений, состоящих из глин и суглинков с большим количеством различных по размеру глыб и обломков пород, в основном порфиритовой свиты. Мощность этого покрова обычно несколько десятков метров; наибольшая мощность, вскрытая скважиной, 170 м.

В соответствии с предложенной П.Д. Гамкрелидзе схемой геотектонического строения Грузии Ткварчельское месторождение расположено в северной подзоне Сухумско-Душетской зоны складчатой системы южного склона Большого Кавказа, у границы с южной подзоной, проводимой здесь по эрозионному контакту меловых и юрских отложений.

Непосредственно в пределах Ткварчельского месторождения в юрских отложениях развиты Ларакваквинская (на севере) и Гализгинская. (на юге) синклинали и лежащая между ними Бахунстоуская антиклиналь. Все три складки простираются почти в широтном направлении, оси их погружаются к западу. Складки асимметричны — у антиклинали северное крыло падает круче южного.

Эти синклинали и антиклинали сильно осложнены, с одной стороны, незначительной складчатостью второго порядка, заметной в пределах угленосных площадей, а с другой — большим количеством весьма разнообразных разрывов.

Прежде всего на месторождении развиты как сбросы, так и взбросы и, вероятно, также сбросо- и взбрососдвиги. Величина амплитуды нарушений меняется от нескольких сантиметров до 1 км. Довольно разнообразны элементы падения сбрасывателей. Однако большинство из, них простирается с северо-северо-запада на юго-юго-восток, причем количество падающих на восток-северо-восток и запад-юго-запад примерно одинаковое; углы падения, как правило, больше 45°, обычно от 45 до 75°. Иногда нарушение сопровождается зоной раздробленных пород мощностью в несколько метров, иногда же крылья его как бы притерты одно к другому. Большое количество нарушений и их разнообразие в сочетании с отсутствием в угленосной свите маркирующих горизонтов затрудняет проведение геологоразведочных и эксплуатационных работ. Выявление нарушений затрудняется, кроме того, и мощным делювиальным покровом почти на всей площади месторождения.

Наиболее крупными нарушениями в пределах месторождения являются генеральный сброс на II площади (амплитуда его 700 м), главный южный сброс и сброс «9» на IV площади с амплитудами соответственно до 1000 и 400 м.

Угленосные отложения месторождения в силу тектонической нарушенности и эрозионных процессов разобщены на шесть угленосных площадей, занимающих мульды синклиналей, совпадающие с понижениями рельефа. Исключение составляет Ахибларский участок I площади, расположенный на водоразделе хр. Ахиблара. В пределах Гализгинской синклинали лежат Соуикварский участок I площади, II, III и VI угленосные площади, а в пределах Ларакваквинской синклинали — IV и V площади.

Первая угленосная площадь состоит из двух разобщенных участков: Соуикварского и Ахибларского. На Соуикварском участке моноклинально падающие угленосные отложения погружаются к западу под пестроцветную свиту и на небольшом расстоянии от выходов полностью замещаются последней. IIa Ахибларском участке угленосные отложения лежат полого в пригребневой части хр. Ахиблара. Отметки нижнего пласта меняются в пределах 850—950 м.

II и III угленосные площади примыкают друг к другу по р. Хеликвара. Они образуют как бы широкую пологую синклиналь, простирающуюся с востока на запад и несколько погружающуюся в этом же направлении. В результате небольшого поднятия вдоль р. Хели-квара, обусловленного вторичной складчатостью, эта синклиналь разделена на две синклинали второго порядка, соответствующие II и III площадям. Отметки нижнего пласта колеблются на II площади от 400 до 1050 м, а на III — от 610 до 1160 м.

IV площадь представляет собой вытянутую е восток-юго-востока на запад-северо-запад сильно сжатую глубокую синклиналь с крутыми (до почти вертикальных) крыльями. Ось ее погружается к востоку. Отметки нижнего пласта колеблются от 250 до 1800 м.

V угленосная площадь разделена нарушениями и эрозией на три участка, в основном пологопадающих к югу, где угленосные отложения самого большого первого участка уходят под надвиг порфиритовой свиты. Отметки нижнего пласта колеблются в пределах 1400—1770 м.

VI угленосная площадь — слегка волнистая моноклиналь. Отметки выходов угленосных отложений изменяются от 400 до 1100

Все угленосные площади месторождения разбиты разрывными нарушениями на большее или меньшее количество блоков. Замечено, что в пределах II площади интенсивность тектонической нарушенности возрастает с запада на восток, к выходам.