Стратиграфия и литология Улухемского угольного бассейна

Юрские угленосные отложения являются самыми молодыми образованиями, участвующими в строении Тувинского прогиба. Они состоят из разнозернистых песчаников, конгломератов, гравелитов, аргиллитов, среди которых содержатся углистые и углисто-глинистые разности, мергелистых и кремнистых известняков и углей. Степень участия этих пород в разрезах эрбекской, элегестской, салдамской и бомской свит иллюстрируется табл. 176.

Отложения элегестской свиты залегают без видимого углового и азимутального несогласия на нижнекаменноугольных породах и выходят на поверхность только вблизи юго-западной окраины бассейна в виде узкой полосы длиной около 6 км. В разрезе свиты выделяются нижняя часть, сложенная преимущественно алевролитами, и верхняя — песчано-гравелитовая. Песчаники, слагающие основную часть разреза свиты, характеризуются широким диапазоном размера зерен, при явном преобладании крупнозернистых разностей. Цвет их серый со светлыми и темными оттенками. Слоистость песчаников изменяется от очень тонкой до толстой, а расположение слоев от параллельного до косого.

Алевролиты, являющиеся вторым преобладающим литологическим типом пород, отличаются темно-серым цветом, скрытой слоистостью и часто переслаиваются с маломощными прослоями песчаников.

Гравелиты пользуются широким развитием в верхней части свиты и представлены крупно- и среднезернистыми разностями светло-серого цвета. Среди них встречаются прослои и линзы разногалечного конгломерата мощностью до 2,5 м.

Аргиллиты и углистые аргиллиты залегают в виде незначительных прослоев мощностью до 2 м, развитых в нижних горизонтах свиты. С ними связан рабочий угольный пласт «Меджигейский».

Отложения элегестской свиты не отличаются выдержанностью литологического состава по площади. В пределах Меджигейского месторождения мощность нижней алевролитовой пачки свиты увеличивается в восточном направлении от 15 до 45 м, а мощность песчано-гравелитовой пачки уменьшается от 60 до 20 м.

Мацерация угля единственного пласта элегестской свиты позволила выделить споры и пыльцу, относящиеся к следующим родам: Osmunda, Adiantum, Cleiclienia, Licopodium и семействам: Pinaceae, Сycadales, Cinkgoales. При этом отмечается большое количество пыльцы семейств Сycadacea (26%) и Cinkgoacea (18%).

Отложения элегестской свиты условно относятся A.Л. Лосевым к нижней юре вследствие того, что они покрываются базальными конгломератами палеонтологически охарактеризованных осадков среднеюрской эрбекской свиты. Сходство основных черт литологического состава и угленасыщенности нижних горизонтов юрских толщ Улухемского и Канско-Ачинского бассейнов (незначительная мощность нижнеюрских осадков, перекрываемых конгломератами средней юры, меньшая насыщенность углями нижнеюрских отложений по сравнению со среднеюрскими, а также бедность видового и количественного состава спорово-пыльцевых комплексов) является также причиной отнесения элегестской свиты к нижней юре.

Эрбекская свита залегает согласно на осадках элегестской, но в большинстве случаев ее ложем служат палеозойские обложения (исключая восточное крыло бассейна, где свита налегает на каледонские граниты). Свита характеризуется постепенным и закономерным изменением гранулометрического состава осадков от более крупнозернистых в нижних частях до более мелкозернистых в верхних горизонтах (рис. 119)

Песчаники и алевролиты эрбекской свиты представлены в основном крупнозернистыми разностями, отличающимися разнообразным составом цемента (глинистым, кремнистым, карбонатным). Цвет этих пород серый, с различными оттенками. Бурый цвет и желтоватые тона встречаются в верхних горизонтах свиты. Слоистость песчаников изменяется от очень тонкой до очень толстой, причем тонкая слоистость свойственна меньшинству пород. Обычно песчаники и алевролиты образуют массивные пласты мощностью в несколько метров, а иногда и десятков метров.

Для песчаников и алевролитов нижних горизонтов свиты характерна грубая косая слоистость. Местами в алевролитах встречаются прослои аргиллитов с тонкогоризонтальной или линзовидной слоистостью.

Конгломераты эрбекской свиты состоят из галек мелкого (2—25 мм) и среднего (40—70 мм) размера. Форма галек обычно сферическая. В большинстве случаев галька состоит из нижнекаменноугольных пород, кварца и гранитов. Цементом служит разнозернистый песчаник.

Аргиллиты свиты отличаются серым цветом и распространены в виде маломощных прослоев.

В отложениях эрбекской свиты найдены следующие растительные остатки; Coniopteris tuvensis Pryn. ex. gr. Coniopteris hymenophylloides (Вrоngh.), Cladophlebis haiburnensis (Lindl. et Hutt), Cladophlebis jobifolia (Phill.), Phoenicopsis angustifolia Hr., Czekanowskia setacea Hr., Carpolites cinctus Nath., Ginkgo concinna Hr. Ginkgo concinna vаr. nagna, Prуn. Baliera longifolia, Podozamites lanceolatus.

Спорово-пыльцевой комплекс эрбекской свиты состоит из спор папоротникообразных, количество которых колеблется от 14 до 80,5%, и пыльцы голосеменных (19,5—86%).

По заключению М.Ф. Нейбург, В.Д. Принада и Г.П. Радченко, комплекс растений, характеризующих эрбекскую свиту, является обычным для юрских флор Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов и относится ко второй половине лейаса — началу доггера.

Видовой и количественный состав спорово-пыльцевого комплекса, по заключению Н.А. Афанасьевой, также дает возможность определить возраст эрбекской свиты как среднеюрский.

Максимальная мощность свиты и наиболее мощные конгломератовые горизонты в ней приурочены к северо-западной и восточной границам Улухемского бассейна (Экки-Оттугская синклиналь и Каахемское месторождение). Поскольку обогащение глинистым материалом угольных пластов происходит также вблизи этих границ, можно предполагать, что здесь располагаются естественные границы юрского бассейна и источник сноса терригенного материала. Что же касается современных северной, западной и южной окраин Улухемского бассейна, то они характеризуются значительным удалением от естественных границ бассейна угленакопления

Отложения эрбекской свиты наиболее угленасыщенны в Улухемском бассейне. В пределах бассейна свита включает от 2 до 18 угольных пластов мощностью от 0,6 до 11,65 м; среди них основной выдержанный пласт Улухемского бассейна пласт «Улуг», который прослежен на десятки километров.

Породы кровли этого пласта повсеместно содержат конгломератовый прослой, а в почве залегает маломощный кремнистый аргиллит. Эти литологические особенности служат хорошими маркирующими признаками пласта почти на всей площади бассейна.

Ga л дамская свита согласно залегает на отложениях эрбекской свиты, слагая центральные части синклинальных структур бассейна. Общая площадь ее распространения составляет около 2000 км2. Разрез свиты сложен алевролитами, мелкозернистыми песчаниками, аргиллитами, многочисленными прослоями углистых аргиллитов и известняков, самый нижний из которых условно считается ее нижней границей.

Состав песчаников и алевролитов салдамской свиты аналогичен составу этих пород эрбекской свиты. Известняки на 60—80% представлены кальцитом с примесью глинистого материала и кварцем. Вследствие стойкости этих пород к выветриванию, а также яркого красно-бурого налета на их поверхности они являются хорошими маркирующими горизонтами при поисковых работах.

Отложениям салдамской свиты свойственны следующие ископаемые Parallelodon sp., Natica (?), Emarginula sp., Isfariopsis tuvensis Mart., Isfariopsis sp., Obrutschevia ovalis Ger., Obrutschevia sp.

В состав снорово-пыльцевого комплекса этой свиты входят споры родов Osmunda, Acrostichium, Gleichenia, Angiapteris, Botrychium, Selaginella и пыльца семейств Podocarpacea и Pinaceae. Различие спорово-пыльцевых комплексов салдамской и эрбекской свит состоит в том, что в первой из них появились два новых рода из семейства Polipodiaceae, а именно Botrychium и Cheiropleria, увеличилось количество представителей рода Selaginella (от 0,5—1,0 до 10—11%) и исчезли Cycadaceae.

Перечисленная выше фауна пластинчатожаберных и брюхоногих моллюсков характеризует условия прибрежной зоны открытых водных бассейнов озерного типа. Этот факт, а также некоторое отличие видового состава спорово-пыльцевых комплексов салдамской свиты от эрбекской позволяет отнести ее к верхним горизонтам средней юры.

Угленасыщенность салдамской свиты невелика, несмотря на то, что она содержит многочисленные угольные пропластки. Ей подчинены три рабочих угольных пласта средней мощностью до 1 м. каждый и три относительно неустойчивых пласта с предельной рабочей мощностью. Никаких данных об изменении угленосности свиты на площади бассейна нет.

Безугольная бомская свита залегает стратиграфически выше салдамской в центральной части Улухемского бассейна. Между ними установлено незначительное угловое и азимутальное несогласие. За нижнюю границу бомской свиты принят прослой конгломерата мощностью около 12 м, состоящего из обломков нижнекаменноугольных пород, отдельных галек алевролитов и известняков эрбекской и салдамской свит.

Плохая обнаженность пород свиты препятствует выяснению ее угленосности. Общая площадь распространения отложений бомской свиты составляет около 25 км2.

Среднеюрский возраст этой свиты может приниматься только условно, так как ее отложения палеонтологически не охарактеризованы. Вследствие того, что они заметно литологически отличаются от пород нижележащих отложений, осадки этой свиты могут быть отнесены к верхней юре или, возможно, к мелу.

Вопросом генезиса нижних горизонтов угленосных отложений Улухемского бассейна занимался П.П. Тимофеев. По его мнению, эти осадки являются полифациальными образованиями и слагаются из 28 литогенетических типов, среди которых выделяются три группы фаций: аллювиальные, бассейновые и болотные. Наибольшим распространением пользуются аллювиальные отложения, несколько меньшим — бассейновые и совсем ограниченным (4—10% всей мощности разреза) — болотные фации. Наличие большого количества аллювиальных фаций обусловливает частичный размыв пластов угля, что установлено разведочными работами на Эрбекском месторождении.

По мнению П.П. Тимофеева, в период углеобразования площадь бассейна на определенные промежутки времени превращалась то в сушу с речными долинами, в которых накапливался русловой и пойменный аллювий, то в обширные болота с мощными торфяниками, то в прибрежные мелководные площади.

Интенсивность диагенеза угленосных осадков бассейна непостоянна. Наибольшая плотность пород одного и того же слоя эрбекской свиты (песчаников, лежащих в кровле пласта «Улуга») наблюдается в районе Меджигейского месторождения, расположенного на юге бассейна, и постепенно уменьшается в северо-западном и северо-восточном направлениях, т. е. в направлении его естественных границ.