Сланценосность Дмитриевского месторождения

На основании данных М.М. Финкельштейна и А.В. Тыжнова в Барзасском районе устанавливается наличие двух сланценосных полос (см. рис. 81). Первая полоса, известная под названием Дмитриевского месторождения, протягивается на 9 км по правобережью р. Барзаса от р. Калиновки до р. Топкой 2-й. Вкрест этой полосы пройдено шесть линий шурфов. Кроме того, были пробурены две скважины (1 и 2) и пройдена штольня. Вторая, значительно большая по площади выхода, сланценосная полоса располагается севернее и восточнее первой и верховьях правых притоков р. Барзаса — рек Трудной, Калиновки, Перебоя.

Эта полоса изучена только по р. Перебою, где сланценосная пачка вскрыта в обнажениях одной скв. З.В промежуточной зоне между указанными двумя сланценосными участками развиты базальты, долериты и эффузивно-осадочные образования.

По разведочным данным сланценосность в максимальном проявлении установлена в центральной части первой полосы по Мариному логу (разведочная линия X). Здесь горючие сланцы образуют почти сплошной пласт мощностью до 55 м. Следует заметить, что, по данным опробования, горючие сланцы этого разреза обладают небольшим выходом смолы. По простиранию на расстоянии 1,25 км к северо-западу по р. Трудной мощность сланценосной пачки значительна, но несколько меньше, чем в Маринском логу. Суммарная мощность горючего сланца в выработках по этой линии достигает 40 м. Далее к северо-западу наличие горючих сланцев установлено на руч. Крутом и р. Калиновке.

На юго-запад от Мариного лога, в 1 км от него, разрез сланценосной пачки получен по Ледовому логу (разведочная линия XI), где суммарная мощность горючих сланцев не менее 20 м, но продуктивная пачка расслоена многочисленными «породными» прослоями (рис. 84).

Еще далее на юго-запад, в 1,75 км от Мариного лога, в разрезах разведочной линии XIII, у пос. Дмитриевского, по р. Чернушке (рис. 82), суммарная мощность горючих сланцев достигает 38 м. Однако данные опробования показывают, что лишь не более 10 м из этой мощности можно отнести к сланцам со значительным выходом смолы.

Южнее пос. Дмитриевского (в 3 км) последний пункт нахождения горючих сланцев отмечен на р. Топкой; сведений о мощности продуктивной пачки не имеется.

Данные о характере сланценосности второй полосы распространения дмитриевско-перебойской толщи скудные. Имеется лишь один разрез по скв. 3, в котором сланценосная пачка занимает интервал в 80 км, где только не более 40 м падает на долю горючих сланцев, составляющих более 20 слоев и прослоев.

О макро- и микроскопических особенностях и природе горючих сланцев Дмитриевского месторождения, по данным исследований А.А. Ларищева, известно следующее. Сланцы эти представляют плотную пелитовую породу серовато-бурого и коричнево-серого цвета, во влажном состоянии темнобурую. Минеральная часть горючих сланцев, составляющая в среднем около 70%, известково-доломито-глинисто-кремнистая.

В тонких пластинах сланец легко загорается от пламени спички и горит с обычным битумным запахом. Это свидетельствует о хорошей горючести органической составной части сланцев с учетом высокой зольности даже самых лучших их разностей. Отдельные образцы сланца слабо вскипают от действия 2%-ного раствора соляной кислоты.

Под микроскопом обнаруживается, что главной составной частью сланцев являются минеральные включения различной природы и происхождения. Очень большая, как правило, алеврито-пелитовая измельченность минеральных примесей не позволяет производить их изучение при обычных малых и даже средних увеличениях оптики микроскопа, но при масляной иммерсии и увеличениях до 900—1300 возможности минералогических исследований и определений значительно увеличиваются.

Минеральная доля сланцев состоит из угловатых или ограненных, преимущественно ромбических, кристаллов кальцита и реже доломита, мелких агрегативных скоплений этих же минералов и неокатанных или только слегка округленных зерен кварца и полевых шпатов размером от 0,003—0,005 и до 0,05 мм. Некоторые из этих кристаллов иногда достигают более крупных размеров — 0,07—0,1 мм. Подавляющая масса угловатых или слабо окатанных обломков принадлежит кварцу.

Значительно реже встречается кислый полевой шпат типа альбита и микроклина. Зерна полевого шпата отличаются относительной свежестью; легкое помутнение связано не только с процессом каолинизации, но происходит также в результате кальцитизации. Кальцит и реже доломит образуют также мелкокристаллические агрегаты вокруг зерен полевого шпата, но нередко встречаются, как говорилось выше, в виде рассеянных отдельных кристаллов типичной для этих карбонатов формы и с хорошей спайностью.

Правильная кристаллическая огранка карбонатов проявилась вследствие кристаллизации одновременно с накоплением органического и минерального осадка в процессе раннего диагенезиса в придонной зоне водоема при участии и жизнедеятельности некоторых типов бактерий и водорослей. Цементом в этой осадочной алев-рито-пелитовой карбонатно-сапроколловой породе является бесструктурное вещество органического происхождения. Такое слизеподобное вещество по аналогии с обычной для современных сапропелей и керогенов органической слизью образуется в придонной зоне и иле водоемов в результате ослизнения, перегнивания и полимеризации остатков низших организмов и в первую очередь — микроводорослей и бактерий.

Изредка среди минеральных обломков, кристаллов и хлопьевидных скоплений студнеобразного цемента породы (или лучше сказать осадка) встречаются оболочки мегаспор оранжевого или бурого цвета с хорошо сохранившимися скульптурными элементами экзины в виде бугорков и шипов. Размеры спор изменяются от 120 до 300 р. Горизонтальные разрезы спор указывают на наличие трехлучевого шва разверзания.

Несколько чаще наблюдаются включения темно-коричневых, иногда бурых обрывков растительных тканей и элементов псилофитовых и псилофитоподобных растений, нередко более или менее уже утративших свое анатомическое строение. Наиболее сохранившиеся из них обнаруживают более или менее отчетливые следы клеточного строения проводящей системы стелы, эндодермы, основной паренхимы или эпидермы псилофитоподобных растений, в случае же плохой сохранности — в виде комковатых включений типа ксило-витрена, ксилена или витрена. Присутствием более стойких элементов стелы высших растений в виде пучков и групп трахеид со спиральными и кольчатыми утолщениями на стенках достаточно убедительно доказывается участие в образовании исходного битуминозного материала сапроколлы сланцев «коагулюма» гуминовых веществ, образовавшегося в первую очередь путем остуднения более нежных, меристемных растительных тканей телемофитов и содержимого их клеток. Довольно многочисленные остатки высших растений, источником которых в керогене сланцев, несомненно, была суша или побережье водоема, слабая окатанность и свежесть терригенных, сингенетических минеральных примесей, значительное содержание раннедиагенетического кальцита и доломита и прочие признаки свидетельствуют о близости берега водоема к территории донного и придонного накопления керогена сланцев. При полном до сих пор отсутствии несомненных остатков морской фауны в сланцах в противоположность, например, силурийскому кукерситу Прибалтики вышеуказанные наблюдения говорят о прибрежном замкнуто-лагунном характере первичного водоема.

В вертикальных срезах и шлифах, сделанных вкрест сланцеватости, совпадающей в сланцах с некоторыми следами микрослоистости, также обнаруживается первоначальная студнеобразная консистенция. Так, например, наблюдения показывают, что обломки и включения минерального происхождения и уцелевшие от разложения, остуднения и распада остатки высших растений — псилофитов недостаточно плотно упакованы, а чаще как бы взвешены и расположены в самых разнообразных положениях, сильно нарушающих общее впечатление микрослоистости. Это явление легко объясняется упругими свойствами органических студней типа керогена и мелкими размерами, а также и легкостью осаждающихся и образующихся в нем путем кристаллизации и привноса посторонних минеральных и органических частичек и включений. Комковатое хлопьевидное строение и состояние органической части сланцев, особенно хорошо наблюдаемое в горизонтальных шлифах и срезах при больших увеличениях с иммерсией, также свидетельствует о ее слизе- и студнеобразной природе.

Изобилующие местами в этих сланцах несомненные сине-зеленые водоросли представлены пока только двумя видами рода Gloeocapsites G. Rusanovii Lar. и G. rubra Lar. и родом Microcystites sp. настолько хорошей сохранности, что не утратили своей естественной прижизненной окраски.

В ископаемых девонских сланцах Дмитриевского месторождения Кузбасса и в совершенно аналогичных девонских сланцах Учумского месторождения Минусинской котловины были обнаружены глеокапсы довольно разнообразной окраски: темного пурпурно-красного цвета, оранжевые, желтые и бледно-желтые, но зеленые или сине-зеленые до сих пор не отмечались. В связи с этим представляется возможным отнести все эти формы и особенно пурпурные к придонным обитателям раннего девонского водоема и считать, что климатические условия того времени не были чрезмерно жаркими.

Тремя упомянутыми представителями сине-зеленых водорослей не исчерпывается органическое население девонского водоема, материнского для горючих сланцев. Хорошая сохранность в ископаемом состоянии только незначительной части и только придонных форм микроводорослей из всех его обитателей можно объяснить обитанием, хотя бы частично, в слизеподобных керогеновых скоплениях в придонной зоне водоема, быстротой погребения в студень органики при отмирании в более верхних или даже мелководных зонах и горизонтах, а также общеизвестными консервирующими свойствами органических коллоидов, особенно гуминового происхождения, которые нередко обнаруживаются в сланцах в виде довольно крупных включений.

По микроструктуре, микрофлоре и петрографическому составу девонские горючие сланцы Дмитриевского района в Кузбассе, а также и сланцы Учумского района Минусинской котловины более соответствуют сапроколлитам, чем настоящим сапропелитам и их разновидностям.

При больших увеличениях порядка 600—900—1300 с применением иммерсии и других приемов увеличения контрастности микроскопирования в студнеобразном органическом цементе сапроколлита тех и других горючих сланцев были обнаружены микроскопические сине-зеленые водоросли. Количество последних так велико, что заставляет предполагать в них основное население девонского лагунного водоема, послужившее материнским органическим материалом для керогена — сапроколла сланцев. Достаточно полная сохранность отдельных колоний и экземпляров водорослей позволила произвести детальное изучение и сравнение с ныне живущими представителями цианофиций.