Стратиграфия Кендерлыкского месторождения

Наиболее древними породами в пределах рассматриваемого района, который Г.П. Клейман включает в Северо-Саурскую герцинскую структурно-фациальную зону, являются девонские отложения, распространенные в верховьях рек Аба, Куртка, Карагайлы и к югу от г. Зайсана.

Эти отложения мощностью 2000—2600 м представлены вулканогенными породами (диабазовые и андезитовые порфириты, их туфы, спилиты) при подчиненном количестве осадочных образований (аргиллиты, кремнистые сланцы). Эта толща получила наименование джеменейской свиты; она с размывом и угловым несогласием перекрывается обломочно-эффузивной толщей нижнего и среднего карбона.

Отложения нижнего и среднего карбона разделяются на три свиты. Нижняя свита, представленная монотонным переслаиванием песчаников и глинистых сланцев с подчиненным количеством туффитов, туфо-конгломератов и покровов плотных порфиритов, имеет мощность около 5000 м и развита к востоку и югу от горы Сары-Тологой. Средняя свита, сложенная в основном агломератовыми лавами, лавобрекчиями и туфопесчаниками с редкими прослоями сланцев, характеризуется мощностью около 1500 м и распространена на юго-западе и западе Кендерлыкской мульды по рекам Мал. и Бол. Аба, Кендерлык, Дарна-Узень, Караунгур и Карагайлы.

Верхняя свита характеризуется преобладанием в разрезе выдержанных по простиранию горизонтов, представленных кислыми лавами с большим содержанием альбита (альбитофировые лавы). Эта свита широко развита на северном склоне хр. Сайкан и достигает мощности 1000 м. Эта толща прорвана большим количеством жил и даек разнообразного типа порфиритов.

Описанные выше девонские и каменноугольные отложения, являющиеся фундаментом депрессии, в которой происходило дальнейшее осадконакопление, на геологической карте и стратиграфической схеме объединяются нами в один комплекс вулканогенно-осадочных отложений среднего палеозоя (рис. 71).

Эти отложения среднего палеозоя служат фундаментом депрессии, в которой происходило накопление сланценосных и угленосных отложений верхнего карбона, перми и нижнего мезозоя.

Верхний карбон в пределах Кендерлыкской мульды выражен отложениями акансайской и кендерлыкской свит (рис. 72). Породы акансайской свиты залегают на нижележащих отложениях с угловым несогласием и размывом и по своему литологическому составу могут быть подразделены на две подсвиты.

Нижняя подсвита представлена конгломератами (в основании свиты), полимиктовыми песчаниками, аргиллитами, пепловыми туфами, в которых встречаются куски окремненной древесины, вертикально стоящие пни деревьев. Слой туфа с древесиной имеет мощность от 8 до 25 Al и прослеживается по всему западному крылу мульды. В среднем течении р. Аба встречены линзы базальтов мощностью до 35 м. Конгломераты свиты состоят из галек и валунов роговиков, порфиритов и зеленокаменных пород. Песчаники полимиктовые с карбонатным цементом.

Верхняя подсвита сложена песчаниками, аргиллитами, алевролитами с прослоями вулканогенного материала (туфа, иногда базальта). Встречаются также прослои конгломерата и углистого аргиллита.

В северном направлении мощность конгломератов уменьшается до полного выклинивания. В этом же направлении уменьшается и общая мощность свиты — от 330 м по р. Аба до 58 м по р. Кендерлык.

В верхней части свиты на западном крыле мульды залегает угольный пласт мощностью до 4—5 м, отличающийся высокой зольностью (более 30%). Возраст свиты определяется по найденным растительным остаткам Paracalamites sp., Sphenopteris sp., Angaropteridium Sp., Gondwandium cf. petiolatum Neub., Angaridium sp., Noeggerathiopsis cf. Theodori Tschirk., Nadites sp., Satnaropsis sp., а также на основании определения остатков спор как верхнекаменноугольный.

Кендерлыкская свита по своему литологическому составу резко отличается от акансайской и сложена аргиллитами, горючими сланцами, туффитами и доломитами (см. рис. 72). Отложения свиты хорошо прослеживаются по ряду обнажений и охарактеризованы фауной моллюсков и флорой. За основание свиты принят пласт горючего сланца «Калын-Кара». Пo литологическому составу свита делится на две пачки.

Нижняя — черные аргиллиты с прослоями доломитов и туффитов. В зависимости от количества и характера органической массы глинистые породы могут быть отнесены либо к аргиллитам, либо к горючим сланцам. В аргиллитах встречены многочисленные листья растений и чешуйки ганоидных рыб. Общая мощность нижней пачки от 20 до 32 м.

Верхняя пачка представлена чередованием туффитов, доломитов и аргиллитов при общем преобладании доломитов и туффитов. Среди туффитов, которые являются производными кислых лав, встречаются как мелкозернистые, так и крупнозернистые разности. Доломиты по своему составу и строению также различны — имеются глинистые, обогащенные пепловым материалом, органогенные, оолитового строения и органогенно-обломочные. Аргиллиты изменяются от серовато-желтых с небольшим содержанием органического вещества до темно-серых и даже черных с большим количеством органики. В аргиллитах отмечаются остатки растений, ганоидных рыб и остракод. В прослоях доломитов встречаются остатки пластинчатожаберных моллюсков. Возраст свиты по этим остаткам определяется как нижнепермский, а по унифицированной схеме 1958 г. кендерлыкская свита отнесена к среднему и верхнему карбону.

В отложениях свиты можно отметить ряд маркирующих горизонтов: 1) пласт «Калын-Кара» в основании свиты; 2) известняк-ракушник, расположенный в 65—70 м от основания свиты; 3) известняк с фауной пелеципод, в кровле II горизонта горючих сланцев.

Пласт горючего сланца сложного строения и в юго-восточном направлении теряет свою мощность до полного выклинивания. Верхний горизонт сланцев свиты в северном направлении расчленяется на тонкие прослои с одновременным ухудшением качества до некондиционного.

Верхняя граница свиты проводится по подошве мощного слоя крупнозернистого песчаника. В этих пределах мощность свиты колеблется от 94 м на юге мульды до 165 ж на северо-западе ее.

Возраст свиты определяется по находкам флоры Neuropteris dichotome Neub., Noeggerathiopsis subangusta Zаl., Noegg. theodori Tschirk. et Zal., Angaropteridium cardiopteroides (Schmal.) Zal. и других форм, а также фауны моллюсков Anthraconauta longa (Rag.),’ Afonischevi flogitiosa (Rag), Netschajevia kumsassiensis (Rag), Netsdh kumsassieusis (Rag) var. rotundolate Cliolt и др. как верхнекарбоновый. Кроме того, в аргиллитах встречаются остатки ганоидных рыб.

Караунгурская свита по составу преимущественно песчанистая и по своим литологическим особенностям может быть подразделена на три части (рис. 73).

Нижняя пачка мощностью 100 м характеризуется преобладанием разнозернистых, большей частью известковых, песчаников при наличии тонких прослоев алевролитов.

Средняя пачка мощностью до 125 м представлена чередованием зеленовато-черных аргиллитов, алевролитов, доломитизированных алевролитов, песчаников, битуминизированных аргиллитов и горючих сланцев. К средней части этой пачки пород приурочен так называемый горизонт средних горючих сланцев, имеющих промышленное значение (рис. 74).

Верхняя пачка мощностью до 500 м состоит преимущественно из полимиктовых песчаников, в которых наблюдаются тонкие прослои аргиллитов и редкие слои туффитов. Для этой части свиты характерно присутствие в нижней ее части пачки плотных серых известняков, а в верхней части — коричневых известняков с древесиной. В основании верхней пачки залегает слой белого туфа кварцевого порфира, который может служить маркирующим горизонтом, так как прослеживается почти на всей площади распространения свиты.

Верхняя граница свиты проводится по исчезновению из разреза мощных слоев песчаников и появлению переслаивающихся алевролитов, аргиллитов и горючих сланцев.

В целом караунгурская свита характеризуется довольно значительной мощностью — от 580 м на севере до 800 м на юге и вследствие пологого залегания занимает значительную площадь. На основании остатков флоры отложение свиты относится к нижней перми.

Сайканская свита без видимого перерыва и какого-либо несогласия залегает на отложениях караунгурской свиты и представлена тонкослоистыми глинистыми породами с большим количеством слоев горючих сланцев, В свите имеется четыре продуктивных горизонта, содержащих пласты горючих сланцев.

Нижний горизонт (первый) горючих сланцев представлен тонким переслаиванием горючих сланцев, алевролитов, песчаников и прослоями доломитизированных известняков.

Выше залегает пачка пород мощностью 70—75 м, представленная чередованием темно-серых аргиллитов, алевролитов и тонких прослоев песчаников.

Второй горизонт горючих сланцев, залегающий на этой пачке пород, сложен горючими сланцами, мелкозернистыми известковистыми песчаниками, алевролитами, доломитизированными известняками при преобладании в разрезе алевролитов, иногда слабо битуминизированных.

Третий горизонт горючих сланцев отделяется от второго толщей разнозернистых песчаников мощностью 23 м и по своему литологическому составу отличается от второго и первого. Кроме горючих сланцев, алевролитов, аргиллитов, песчаников и доломитизированных известняков, в этом горизонте присутствуют туффиты и углисто-глинистые сланцы.

Между третьим и четвертым горизонтами горючих сланцев залегает 135-метровая толща, сложенная переслаиванием мелкозернистых песчаников, алевролитов, аргиллитов, иногда битуминозных, и линзовидных прослоев горючих сланцев. Среди алевролитов встречаются линзовидные прослои сидеритовых алевролитов. Встречаются также прослои известняка с фунтиковой структурой.

Четвертый горизонт горючих сланцев мощностью 19 м сложен песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известковыми алевролитами и листоватыми горючими сланцами, которые переслаиваются между собой.

Отложениями сайканской свиты заканчивается накопление сапропелевого материала в пределах мульды, выше уже залегают угленосные толщи. Постепенное уменьшение вверх по разрезу сайканской свиты роли горючих сланцев и появление сидеритизированных и углистых пород указывают на изменение условий осадконакопления в сторону большей пресноводности и континентальности уже в сайканское время.

Верхнепермский отдел по унифицированной схеме 1958 г. представлен отложениями одной акколканской свиты.

Акколканская свита в объеме, принятом в унифицированной схеме, сложена конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углистыми аргиллитами и пластами угля. По литологическому составу свита может быть подразделена на две подсвиты (см. рис. 72).

Нижняя подсвита сложена преимущественно конгломератами и песчаниками и залегает на подстилающих породах с размывом. Мощность подсвиты колеблется от 170 м в северо-западной части до 300 м у развалин пос. Караунгур и уменьшается до 145 м на юго-востоке мульды. Отчетливо наблюдается уменьшение в разрезе роли грубообломочного материала в северо-западном направлении при одновременном уменьшении мощности подсвиты.

В песчаниках подсвиты встречены гальки кутикулового липтобиолита, сходного с барзасским. Среди конгломератов часто встречаются минерализованные стволы деревьев и пни, а в песчаниках — обуглившиеся обрывки листьев плохой сохранности. В алевролитах в верхней части разреза подсвиты были найдены остатки филлопод и пелеципод. Среди первых В.С. Заспеловой установлен новый вид Paleolimnadia subquadrata Zasp., наиболее близкий к Estheria glabra Mitch из верхнепермских отложений Австралии. Пелециподы, по определению И, С. Спасской, представлены Microdoniella subovata (Jones) и Microdonta plotnicovskensis (Fed), распространенными среди верхнепермских отложений пресных водоемов стоячего или полупроточного типа ильинской свиты Кузнецкого бассейна.

Верхняя подсвита представляет собой глинисто-алевритовую толщу с пластами углей и углистых аргиллитов. Переход от песчаников и конгломератов нижележащей подсвиты постепенный, и четкой границы между подсвитами не установлено. Нижняя граница подсвиты определяется по исчезновению из разреза мощных слоев песчаника. Верхняя же граница, являющаяся одновременно и границей свиты, четкая и совпадает с границей размыва в основании мезозойских конгломератов. Мощность подсвиты в этих пределах колеблется от 220 м на северо-западе и до 550 м на юго-востоке мульды.

Нижний горизонт мощностью до 280 м по р. Акколка сложен песчанистыми аргиллитами и алевролитами с тонкими прослоями песчаников. В средней части мульды в разрезе этого горизонта появляются конгломераты и песчаники. Конгломераты залегают в форме большой линзы мощностью до 130 м и протяженностью более 2,5 км.

Выше этого горизонта залегает пачка темно-серых и черных углистых аргиллитов с сидеритизированными прослоями и линзами песчаника и гравелита. К этой пачке приурочены основные пласты угля. Следующая пачка пород представлена в основном темно-серыми и черными углистыми и слабо углистыми алевролитами и аргиллитами, среди которых широко распространены линзовидные прослои сидеритизированных пород. Встречаются редкие прослои песчаников и многочисленные, но большей частью тонкие прослои угля. Мощность этой пачки на южном крыле около 90 м, а к северо-западу от р. Акколка она полностью выпадает из разреза вследствие размыва.

Самый верхний горизонт (надугольный) сложен в основном зеленовато-серыми и серыми алевролитами и аргиллитами с редкими прослоями карбонатных песчаников, В этих породах довольно часто встречаются шаровидные конкреции известковисто-песчанистого и сидерито-алевролитового состава. Мощность этой пачки около 70 м (к северу от пос. Караунгур), а в районе р. Акколка эта часть разреза отсутствует.

В верхнем надугольном горизонте свиты, сложенном исключительно алевролитами с тонкими прослоями известковых мелкозернистых песчаников, собрана фауна филлопод и остракод, среди которых В. С. Заспеловой определены следующие формы: Darwinula subparallela Gleb., D. elongatissime Mond., D. off. gerdae Gleb., D. ex gr. tunguskoensis Mond., D. gloria sp. и Estherites sibirica (Nov), Е. cf. subcircularis (Tschern), Е. Alia sp. и др. Большая часть из названных видов сходна или соответствует видам, известным из отложений корвунчанской свиты Сибири, а также из нижнего триаса Южной Эмбы, Русской платформы и Кузнецкого бассейна.

В этом же горизонте были собраны остатки харовых водорослей и гастропод, которые, по мнению Ч. М. Колесникова, близки по облику к нижнетриасовым формам.

Таким образом, на основании состава фауны акколканскую свиту можно сопоставлять с ерунаковской свитой Кузбасса и датировать верхней пермью. При этом необходимо отметить присутствие в породах надугольного горизонта среди собранной фауны многочисленных форм, близких или соответствующих формам, распространенным в отложениях нижнего триаса некоторых районов Советского Союза, а также нижнетриасовый облик харовых водорослей и гастропод. Обнаруженные в образце из этого горизонта единичные споры и пыльца, по мнению Г. М. Ковальчук, скорее всего являются также триасовыми. Все это позволяет отнести верхнюю часть акколканской свиты к низам триаса.

Таким образом, следовало бы, вероятно, выделить верхнюю пачку в самостоятельную свиту. Однако незначительная мощность и небольшая площадь распространения этого горизонта, а также переходный характер фауны и флоры и тесная генетическая связь с нижележащими породами не позволяет это сделать.

Триасовая система, кроме нижнего отдела (породы надугольного горизонта акколканской свиты), представлена средним (условно) и верхним отделами, к которым относятся отложения акжалтауской и тологойской свит.

Акжалтауская свита (Т2-3) со стратиграфическим перерывом, но без видимого углового несогласия залегает на размытой поверхности пород акколканской свиты. Об отсутствии отложений верхов нижнего и части или всего среднего триаса свидетельствуют следы древнего выветривания пород акколканской свиты вблизи ее верхней границы и залегание отложений акжалтауской свиты на различные горизонты акколканской.

Породы акжалтауской свиты развиты в пределах хр. Акжал, где ширина их выходов 2,5 км, и вдоль южных отрогов хр. Сайкан, вытягиваясь в направлении с запада на восток узкой полосой шириной от 1,5 до 0,3 км. Представлены они буровато-коричневатыми конгломератами с линзовидными прослоями средне- и крупнозернистых полимиктовых песчаников. Иногда среди конгломератов свиты отмечаются пачки тонкозернистых пород, сложенные обычно горизонтальнослоистыми зеленовато-серыми алевролитами. В связи с хорошей выдержанностью этих пачек по простиранию они могут служить маркирующими горизонтами в акжалтауской свите. Мощность их достигает 20—30 м. Необходимо отметить, что количество пачек, сложенных алевролитами, увеличивается в направлении с юга на север.

Мощность свиты в пределах хр. Акжал 1000 м, а в северной части площади ее распространения сокращается до 350 м.

В алевролитах свиты, в верхней части ее разреза, были обнаружены отпечатки насекомых из отряда Blattodea и довольно крупных филлопод, представленных, по определению В. С. Заспеловой, Asmus-sia sp., Pseudoestheria cf. hindei (Jones), Paleolimnadiopsis (?) akgaltensis Zasp. Первый из этих видов довольно близок к Estheria hindei Jones из отложений верхнего триаса Северной Америки.

Определением флоры, собранной в этих же породах, занималась Г. М. Ковальчук, установившая следующие формы: Neocalamites sp., Annulariopsis inopinata Zeiler, Podozamites sp., Pityophyllum sр.идр.

Наличие среди отложений свиты триасовых филлопод и нижнемезозойский облик флоры позволяют отнести породы акжалтауской свиты к триасу. Согласное залегание на отложениях рассматриваемой свиты пород толгойской свиты с рэт-лейасовым и рэтскими формами животных и растительных остатков говорит о том, что весь или большая часть рэтского века исключается из времени отложения пород акжалтауской свиты. Также исключается нижнетриасовая и часть, а возможно, и вся среднетриасовая эпоха. Об этом свидетельствуют наличие нижнетриасовых форм животных остатков в верхах акколканской свиты и перерыв в осадконакоплении перед отложением конгломератов акжалтауской свиты.

Все это позволяет считать временем образования акжалтауской свиты триас, скорее всего верхний.

Тологойская свита (T3) согласно залегает на породах акжалтауской свиты, представленных песчаниками, алевролитами и аргиллитами с пластами углей и углистых аргиллитов. Мощность свиты изменяется от 585 м в южной части площади ее распространения до 680 м в северной части.

По различию в литологическом составе свита может быть разделена на три горизонта.

1. Алеврито-песчаниковый (нижний) горизонт представлен в основном алевролитами, тонко- и мелкозернистыми песчаниками зеленоватосерого цвета. Характерные признаки их — тонкая горизонтальная и горизонтальноволнистая слоистость, плитчатая отдельность, послойные скопления обрывков листьев плохой и средней сохранности, присутствие отпечатков пресноводной фауны (низшие ракообразные и насекомые).

В верхней половине горизонта отмечается пачка плохо сортированных среднезернистых песчаников, мощность которой 60 м в южной части мезозойской синклинали и 20 м в ее северной части.

В самой верхней части горизонта появляются угольные пласты, количество которых увеличивается в северном направлении. Мощность горизонта изменяется от 160 м на южном крыле синклинали до 197 м на северном.

2. Песчаниковый (средний) горизонт сложен в основном слабо сцементированными крупно- и среднезернистымн полимиктовыми песчаниками. Иногда отмечаются линзовидные прослои плотно сцементированных песчаников мощностью до 0,75 м, в которых наблюдается отчетливая косая перекрестная слоистость. В песчаниках горизонта встречаются линзовидные прослои конгломерата мощностью от нескольких сантиметров до 1 м, скопление окаменелых стволов и стеблей растений, шаровидные железистые конкреции.

Породы тонкозернистого состава (алевролиты и аргиллиты) встречаются в горизонте в подчиненном количестве. Угольные пласты сравнительно маломощны и частично размыты. Мощность горизонта на северном крыле мезозойской синклинали 156 м, а на южном 167 м.

3. Аргиллито-алевролитовый (верхний) горизонт представлен главным образом неслоистыми алевролитами и аргиллитами с сидеритизированными прослоями и конкрециями сидерита с обуглившимися остатками листьев и корней растений, обычно плохой сохранности.

Подчиненное положение в разрезе горизонта занимают прослои тонко- и мелкозернистых песчаников с горизонтальной слоистостью и среднезернистых песчаников с косой слоистостью.

С этим горизонтом связана основная угленосность тологойской свиты. Наибольшее количество угольных пластов отмечается в его нижней части. Мощность горизонта 258—327 м.

Общие комплексы фауны, флоры, спор и пыльцы вполне определенно свидетельствуют о рэт-лейасовом возрасте отложений тологойской свиты. Ho встреченные остатки Lepidopteris, Jucites, Sfenopteris указывают на то, что осадконакопление происходило не позднее рэта. Следовательно, отложения свиты можно датировать рэтом.

Юрская система представлена только нижним отделом, к которому относятся отложения тайсуганской свиты.

Tайсуганская свита (J1) представлена темно-серыми и черными аргиллитами и мелкозернистыми алевролитами, переслаивающимися с желтовато-коричневыми и желтовато-серыми разнозернистыми песчаниками. Это переслаивание обусловило характерную полосчатую окраску свиты, напоминающую окраску шкуры тигра. В.П. Нехорошее назвал свиту тигровой.

В северо-западной части площади распространения свиты среди аргиллитов встречаются прослои углистых и слабо углистых глин и аргиллитов мощностью до 30—40 см. В северо-восточной части площади разрез свиты снизу начинается конгломератами и брекчиями, по простиранию на коротких расстояниях переходящими в песчаники. Мощность свиты 200—300 м.

Основываясь на флористических комплексах и на согласном залегании пород тайсуганской свиты на отложениях тологойской рэтского возраста, можно принять за время образования тайсуганской свиты нижний лейас.

Меловая система. На размытой поверхности тайсуганской свиты без заметного углового несогласия залегают конгломераты и песчаники мощностью до 50 м, которые большинство исследователей относят к меловому периоду. Эти конгломераты залегают в центре мезозойской синклинали и по своему составу мало отличаются от конгломератов акжалтауской свиты.

К меловым отложениям Г.П. Клейман относит также кирпичнокрасные гипсоносные глины, согласно залегающие на конгломератах и имеющие мощность около 30 м.

Палеогеновая система в пределах Кендерлыкской мульды имеет ограниченное распространение и представлена песчано-глинистыми отложениями незначительной мощности (до 30 м). Эти породы залегают с угловым и стратиграфическим несогласием на палеозойских и мезозойских отложениях. К востоку от палеозойского выступа палеогеновые отложения ложатся прямо на вулканогенные образования палеозоя, а к западу без следов размыва они ложатся на мезозойские породы.

Такое положение палеогеновых отложений доказывает дотретичный возраст сброса, ограничивающего поле мезозойских пород с востока.

Четвертичные отложения распространены по всей территории Кендерлыкской мульды. В речных долинах они представлены галечником и песками аллювиального происхождения, на водоразделах и в долинах сухих логов — лёссовидными образованиями и продуктами выветривания коренных пород, а иногда валунно-галечными образованиями ледникового происхождения (верховья р. Аба). Вдоль южных подножий хр. Сайкан широко распространены осыпи. В восточной и крайней западной частях мульды мощность четвертичных образований достигает 20—30 м. На остальной же территории мощность четвертичных образований незначительна или они отсутствуют.