Верхнебалахонская свита Кузнецкого угольного бассейна

25.03.2020

Эта свита — самая угленасыщенная часть балахонской серии — согласно перекрывает отложения нижнебалахонской свиты. В Кузбассе она разделяется на четыре подсвиты: промежуточную, ишановскую, кемеровскую и усятскую. Стратотипическими разрезами свиты являются: для северной части бассейна разрез по полям шахт Ягуновской и Центральной и участку Бутовскому Западному в Кемеровском районе; для присалаирской полосы сводный разрез Прокопьевско-Киселевского района; для юго-восточной части бассейна разрез по Назасской перспективной разведочной линии Томь-Усинского района. Разрезы присалаирской полосы и юго-восточной части бассейна относительно хорошо сопоставляются с разрезом Кемеровского района, сопоставление производится несколько условно.

Непрерывный полный разрез свиты вскрыт в большинстве районов Кузбасса линиями разведочных канав и колонковых скважин. В районах, освоенных промышленностью, отложения свиты вскрыты квершлагами и другими горными выработками. Почти вся полоса развития верхнебалахонской свиты на юге Кузбасса разведана детально или предварительно до горизонта ±0(абс). То же можно сказать о Кемеровском и Терсинском районах. В Завьяловском, Крапивинском и Титовском районах полный или почти полный разрез свиты получен при проведении поисковых работ.

Верхняя граница свиты устанавливается по смене позднебалахонской пресноводной фауны раннекузнецкой солоноватоводной, в составе которой важную роль играют рекуррентные раннебалахонские элементы. Л. Л. Халфин считает, что раннекузнецкая фауна является пришлой, проникшей в Кузнецкую котловину вместе с солеными водами. Смена условий, повлекшая за собой смену фауны, произошла почти на всей площади бассейна мгновенно (в масштабе геологического времени). Лишь в одном месте (у г. Новокузнецка) наблюдается чередование слоев с раннекузнецкой позднебалахонской фауной.

В восточной части Кузнецкой котловины, в отличие от западной (где осадконакопление было непрерывным), наблюдается некоторый перерыв в осадкообразовании: здесь повсеместно, начиная от Mpacского района и северо-восточнее, отмечается маломощный прослой конгломератов. Выше последнего в некоторых южных разрезах прослеживаются горизонты с раннекузнецкой фауной.

Е. Э. Беккер-Мигдисова и Б. Б. Родендорф на основании изучения распространения теплолюбивых групп (таракановых и древнекрылых) приходят к выводу о значительных климатических изменениях в сторону похолодания на рубеже между позднебалахонским и кузнецким временем.

Одновременно со сменой фаун происходит смена пышной флоры усятского времени чрезвычайно скудной флорой кузнецкого времени. С. Г. Горелова, изучая изменения в строении листьев кордаи-тов, также приходит к выводу о резком изменении физико-географических условий в сторону похолодания на рубеже между усятским и кузнецким временем.

Из изложенного выше видно, что граница между балахонской и кольчугинской сериями является и биостратиграфической, и (на значительной части площади развития верхнебалахонской свиты) литостратиграфической.

В последние годы на детально и предварительно разведанных площадях развития балахонской серии проведены работы по параллелизации угольных пластов: на севере бассейна (Кемеровский и Анжерский районы) Н. М. Беляниным, на юге (Араличевский, Прокопьевско-Киселевский районы) Э. М. Сендерзоном и (Бачатский, Прокопьевско-Киселевский, Бунгуро-Чумышский, Араличевский, Кондомский, Мрасский, Томь-Усинский и Терсинский районы) И. В. Поповой.

Максимальную мощность порядка 850—1200 м верхнебалахонская свита имеет в Кемеровском районе. В юго-восточном направлении мощность ее резко сокращается: в районе Крапивинского купола она составляет всего 500 м. На юге Кузбасса мощность на большом протяжении от Терсинского района до Бунгуро-Чумышского относительно постоянна и составляет 1000—1100 м. В юго-западной части Кузбасса наблюдается уменьшение мощности до 700 м (Бачатский район). Мощность свиты в Завьяловском районе не установлена.

В конце отложения нижнебалахонской свиты в бассейне резко изменились физико-географические условия, что привело к вымиранию целых растительных сообществ. Семенные папоротники и сопутствующие им группы сменяются новым типом растительности с преобладанием кордаитов, зародившихся еще в острогское время, но достигших максимального развития во время отложения верхнебалахонской свиты. Массовое заселение Кузнецкой котловины новой кордаитовой растительностью с сопутствующим подлеском членистостебельных, папоротниковых и доживающих папоротникообразных происходило постепенно. Раньше всего распространились формы, у которых наблюдаются еще значительные черты сходства с предшествующей нижнебалахонской флорой: доживающие Angaropteridium, некоторые Sphenopteris и Pecopteris; одновременно появляются и совершенно новые по морфологии формы — крупнолистные Annularia, Noeggerathiopsis, Za-miopteris, сопровождаемые специализированными листьями Nephropsis, Lepeophyllum, Crassinervia. Происходит постепенное вымирание всех представителей раннебалахонской флоры: мелколистных папоротников Sphenopteris, птеридосперм Gondwanidium, Angaridium и других.

Для верхнебалахонской свиты в целом, как отмечает М. Ф. Нейбург, характерно очень постепенное изменение флоры, исчезновение одних и появление других форм на различных стратиграфических уровнях. Однако процесс развития балахонской флоры не был совершенно плавным и равномерным, так как намечаются некоторые рубежи, на которых появляются и исчезают сразу несколько форм. При установлении биостратиграфических. границ помогает также качественный анализ новых форм — появление среди них новых элементов. Для целей стратиграфии может быть использован и характер индивидуальной изменчивости видов в сочетании с прослеживанием их по разрезу. Существенное значение имеет изучение анатомического строения эпидермиса листьев, стеблей, и семян, начатое М. Д. Парфеновой и очень эффективно продолжаемое В. Мейеном.

Фауна верхнебалахонской свиты представлена пластинчатожаберными моллюсками, усоногими и листоногими ракообразными и насекомыми.

В связи с быстрым опреснением бассейна, занимавшего Кузнецкую котловину, и изменением климата в конце отложения нижнебалахонской свиты солоноватоводная алыкаевская фауна эмигрировала за пределы котловины. Лишь на севере бассейна, как это установлено Р. Н. Бенедиктовой, солоноватоводные пелециподы с полуморскими видами временами и ненадолго проникали в Кузнецкую котловину во время формирования осадков промежуточной подсвиты.

До самого последнего времени считалось, что промежуточная, ишановская и кемеровская подсвиты характеризуются на большей части площади их развития (за исключением Кемеровского района) практически полным отсутствием фауны. Л. Л. Халфин объяснял отсутствие пелеципод в отложениях этих подсвит повышенной концентрацией водородных ионов (pH менее 6) в воде бассейнов этого времени. Однако палеонтологические исследования, проведенные В. П. Петроченко в 1958—1961 гг. в Кондомском и Бунгуро-Чумышском районах, показали, что в отложениях этих подсвит пелециподы не менее многочисленны. Так же как и для позднебалахонской фауны, для фауны этих подсвит характерен гигантизм многих ее представителей. Более того, как в верхах, так и в низах промежуточной подсвиты были обнаружены представители солоноватоводной алыкаевской фауны — мрассиеллы и наядитесы. В Бунгуро-Чумышском районе в отложениях промежуточной подсвиты (вблизи пласта Апанасовского) были найдены раковины полуморского рода Javorskiella Khalf. с характерной радиальной ребристостью. В отложениях кемеровской подсвиты Кондомского района были обнаружены представители рода Praelepas Tchern., неотличимые от алыкаевских форм. В последнее время пелециподы в отложениях средней и нижней части верхнебалахонской свиты найдены и в других районах юга Кузбасса.

Находки гигантских пелеципод в алыкаевской подсвите показывают, что существует тесная связь между алыкаевской и позднебалахонской фаунами. Наличие такой связи подтверждается присутствием в промежуточной подсвите Кемеровского района ассоциации специфических видов пелеципод, главным образом антраконавт довольно крупных размеров.

Характерными видами пелеципод промежуточной подсвиты (Бенедиктова, 19592) для севера бассейна (Кемеровский район) являются: Anthraconauta butovi Ben., A. klepovi Ben., A. obliquilingualis Ben., A. tenuistriata Веn., A. pseudolongissima Веn., Mrassiella Iamellosa Веn., М. umbonata Веn., М. gibbosa Веn., М. kemeroviensis Веn., Kinerkaella balakchonskiensis (Rag.) Khalf., К. kemeroviensis Ben., Kinerkaellina kemeroviensis Ben. и Naiadites kemeroviensis Ben. Здесь же установлено несколько горизонтов с усоногими раками (Praelepas javorskii Tchern). На юге промежуточная подсвита характеризуется, по данным В. П. Петроченко, видами Naiadites skoki F е d., Javorskiella skoki Fеd., Mrassiella magniforma Rag. emend Fеd., Anthraconauta cf. sibirica Rag.

В ишановской подсвите Д. М. Федотовым на севере Кузбасса было описано всего два экземпляра пелеципод: Naiadites skoki F е d. и Javorskiella skoki Fed. На юге В. П. Петроченко в отложениях подсвиты (Кондомский и Бунгуро-Чумышский районы) установил несколько горизонтов с фауной гигантских пелеципод, ближе неопределимых.

Кемеровская подсвита охарактеризована видами Anthraconauta (Prokopievskia) gigantea (Rag.) Khalf. и Dictys inflatus Khalf. На юге Кузбасса в отложениях подсвиты встречаются также усоногие ракообразные.

Для усятской подсвиты особенно характерны Anthraconauta lanceolata (Rag.) Khalf., A. (Prokopievskia) gigantea (Rag.) Khalf., Mrassiella gigantissima Khalf., Anthraconauta (Prokopievskia) longissima Кhаlf. Появляются и переходят в низы кузнецкой свиты Abiella cf. ussovi Rag-Fed., Anthraconauta sibirica (Rag.) Khalf., A. robusta Khalf., A. rotundata Khalf. Встречаются также Dictys inflatus Khalf. В Кемеровском районе найдены усоногие ракообразные Praelepas novojilovi Khalf.

Необходимо отметить, что пелециподы верхнебалахонской свиты изучены еще очень мало и приведенные списки отражают действительное распределение пелеципод в разрезе свиты лишь в самом первом приближении.

Из насекомых, по данным Е. Э. Беккер-Мигдисовой и А. Г. Шарова, в верхнебалахонской свите (ишановская, кемеровская и усятская подсвиты) встречаются Abaptilon sibiricum G. Zal. (из отряда палеодикциоптер), Phylloblatta curviramosa В.-М., Ph. poryvaikaensis В.-М., Ph. lata В.-M , Ph. mala В.-М., Drepanoblattina fodinensis В.-М., Olethroblatta tomiensis В.-М., Metaxiblatta gromotuchensis В.-М. (из отряда таракановых), Asiopompus tomicus Schar. (из отряда протоблаттоидей) и Kortschakolia ideliformis Schar. (из отряда палеоплекоптер). На основании сравнения фаунистических комплексов насекомых из верхнебалахонской и нижнебалахонской свит Б. Б. Родендорф приходит к выводу о принадлежности их к разным эпохам каменноугольного периода — к верхне- и среднекаменноугольной.

Отпечатки крупной чешуи и скелетов рыб были найдены В. П. Петроченко в усятской и кемеровской подсвитах Бунгуро-Чумышского района. К сожалению, определение остатков рыб до сих пор не произведено, хотя горизонты с остатками рыб прослеживаются на большие расстояния и являются маркирующими.

Все выделенные в пределах свиты более мелкие стратиграфические подразделения охарактеризованы палеоботанически на основании изучения растительных остатков, проводившегося М. Ф. Нейбург, Г. П. Радченко, а в последнее время С. Г. Гореловой, М. Д. Парфеновой и В. П. Петроченко.

Верхняя граница промежуточной подсвиты устанавливается по вымиранию некоторых доживающих элементов алыкаевской флоры (ангаридиумов, гондванидиумов, ангароптеридиумов и др.) и появлению новых молодых форм, входящих в руководящий комплекс вышележащих подсвит.

Для спорово-пыльцевого комплекса подсвиты наиболее характерны Zonaletes rugulifer Lub., Z. stipticus Lub.

Ишановская подсвита в отличие от промежуточной характеризуется почти полным отсутствием представителей нижнебалахонской флоры. Наиболее типичными для подсвиты являются: Sphenopteris imitans Neub., Zamiopteris longifolia Schwed., Nephropsis rhomboidea Neub., Pecopteris alsophyloides Zal. Необходимо отметить, что флора в отложениях ишановской подсвиты встречается довольно редко.

В спорово-пыльцевом комплексе преобладают Zonaletes rugulifer Lub., Z. rotatus Lub. и Azonotriletes rectispinus Lub.

Кемеровская подсвита характеризуется пышным расцветом флоры. В отложениях подсвиты она обильна, разнообразна и отличается гигантизмом форм. Чаще всего здесь встречаются: Annularia planifolia Radcz., A. tenuifolia Neub., Annulina neuburgiana (Radcz.) Neub., Prynadaepteris tunguscana (Schm.) Radcz., P. maneichensis (Zаl.) Radcz., Koretrophyllites setosus Radcz., Zamiopteris kuznetskiana Gorel., Nephropsis rhomboidea Neub., Noeggerathiopsis derzavinii Neub., N. latifolia Neub.

Как видно из приведенного выше списка, здесь, за исключением Annularia tenuifolia Neub., все формы являются общими с формами из промежуточной подсвиты. Однако по своему облику (очень крупные размеры) и характеру сохранности (обилие остатков растений в породах) флора кемеровской подсвиты резко отличается от флоры как промежуточной, так и ишановской подсвит. Споры и пыльца представлены Azonotriletes rectispinus L u b., A. parvispinus Lub.

В усятское время, особенно в конце его, происходит усиленное видообразование в группе кордаитов. Величина листовой пластинки уменьшается: характерна повышенная густота жилкования. Впервые значительное распространение получили листостебельные мхи, представленные видом Salairia longifolia Neub. Широко развиты в усятской подсвите узколистные аннулярии и своеобразные филлотеки.

Наиболее характерными для подсвиты формами являются: Annularia tenuifolia Neub., Noeggerathiopsis latifolia Neub., N. derzavinii Neub., N. radczenkoi Gorel., N. minax Gorel., N. clerci (Zаl.) Radcz., N. prainsica Gorel., Zamiopteris kuznetskiana Gorel., Z. lanceolata Chachl., Nephropsis grandis Gorel., Prynadaeopteris tunguscana (Sсhm.) Radcz., Vojnovskia mirabilis Gorel., Crassinervia kuznetskiana (Chaсhl.) Neub., Gaussia scutellata Neub., Koretrophyllites setosus Radcz., К. tenuis Gоrel.

Споры и пыльца (наиболее характерные формы) представлены Azonotriletes nigritellus Lub. и A. nirtellus Andr.

Верхнебалахонская свита в отличие от нижнебалахонской по фациальному составу пород сравнительно однообразна. Здесь господствуют подводнодельтовые и озерные фации, количественное соотношение которых изменяется как на площади, так и в разрезе. Резкое изменение литолого-фациального состава пород и мощности циклов на рубеже между поздним карбоном и ранней пермью свидетельствует о некотором изменении характера тектонических движений в пределах Кузнецкой котловины и окружающих ее складчатых сооружений.

Во время отложения промежуточной подсвиты характер угленосности, вещественный состав, текстура и структура вмещающих и замещающих угольные пласты пород, количество и характер сохранности фауны и флоры, характер чередования пород в разрезах, общие мощности разрезов подсвиты на площади ее развития вследствие повышенной тектонической подвижности региона испытывают значительные изменения. Особенно быстрое изменение как мощности подсвиты, так и вещественного состава происходит вкрест простирания фациально-ландшафтных зон.

В районах, тяготеющих к юго-восточному и восточному обрамлению Кузбасса (восточная часть Кондомского, Мрасский, Томь-Усинский, Терсинский, Крапивинский, восточная часть Кемеровского), в разрезе подсвиты преобладают отложения подводных дельт, представленные мощными (до 50—70 м) пачками мелко- и среднезернистых песчаников с плохой сортировкой материала, с мощными линзовидными прослоями гравелитов и конгломератов, с редкими прослоями озерных отложений мощностью несколько метров. В бассейновых отложениях, представленных алевритовыми песчаниками и алевролитами, встречаются сидеритовые конкреции и сидеритизированная древесина. Слоистость в песчаниках крупная косая, чередующаяся с горизонтальной. Верхняя часть мощных песчаных горизонтов обычно характеризуется наиболее тонкозернистым составом. Вверх по разрезу песчаные породы сменяются песчано-алевритовыми отложениями фации застойных озер. К последним приурочены угольные пласты обычно сложного строения и незначительной мощности. Такая последовательность в чередовании пород неоднократно повторяется в разрезах промежуточной подсвиты, обусловливая отчетливую ритмичность (цикличность) ее строения. Мощность циклов, включающих пласты угля, до 70—80 м.

В описанной фациально-ландшафтной зоне подсвита характеризуется низкой угленосностью (1—2%) и невыдержанностью угольных пластов, особенно вкрест простирания. Мощность пластов угля небольшая (1—1,5 м). В Томь-Усинском районе (Кумзасское месторождение) происходит быстрое (на расстоянии нескольких километров) выклинивание угольных пластов по мере приближения к области сноса. Одновременно песчаники фации подводных дельт почти нацело замещаются конгломератами и гравелитами фации конусов выноса. Мощность подсвиты в этой зоне колеблется от 270—300 м (юг Кузбасса) до 100—150 м (Крапивинский район).

В восточной части Кондомского района, в Бунгуро-Чумышском, Прокопьевско-Киселевском, Араличевском и Бачатском районах отложения промежуточной подсвиты формировались в зоне, более удаленной от области сноса. Условия для формирования торфяников здесь были более благоприятными. Преимущественное развитие получают мелкозернистые песчаники и крупнозернистые алевролиты фации открытых озер. Прослои гравелитов в отложениях фации подводных дельт встречаются редко и имеют незначительную мощность (доли метров). В нижней части подсвиты наблюдается частое переслаивание отложений фаций открытых озер с алеврито-глинистыми осадками фаций застойных и зарастающих озер.

Пласты угля, как и в предыдущей фациально-ландшафтной зоне, неустойчивы по строению и мощности, однако мощность некоторых пластов местами значительна (6—12 м). Рабочая угленосность довольно высокая и колеблется в пределах 5—8%.

Мощность подсвиты в этой зоне изменяется от 350—400 м в Кондомском и Чумышском районах до 150—170 м в Прокопьевско-Киселевском и Бачатском.

Еще дальше от области сноса располагается фациально-ландшафтная зона, в которой формировались отложения промежуточной подсвиты западной части Кемеровского и Титовского районов. Здесь максимально развиты отложения фации озер различного типа, главным образом песчаные и алевритовые осадки открытых крупных пресных, реже солоноватоводных озер. Мощность пластов угля здесь, как и в первой зоне, небольшая (0,7—1,5 м), однако насыщенность разреза пластами угля увеличивается; в связи с этим рабочая угленосность возрастает до 3%. Завьяловский район отличается от вышеописанных резким преобладанием в разрезе подсвиты песчаников фации открытого бассейна.

Мощность промежуточной подсвиты в этой зоне достигает максимальной величины; так, в Кемеровском районе она колеблется в пределах 400—700 м.

Из изложенного выше видно, что наиболее благоприятные условия для образования торфяников имели место в присалаирской части бассейна. Именно здесь имеются пласты угля максимальной мощности (10—12 м). Эта геотектоническая зона была наименее подвижна; в связи с этим нередко возникали условия, когда в течение длительного времени прогибание бассейна компенсировалось ростом торфяников. В северо-западной открытой части бассейна происходит постепенное расщепление и выклинивание угольных пластов. Суммарная мощность пластов после расщепления обычно уменьшается за счет замены непрерывного торфообразования прерывным. По направлению к области сноса (Кузнецкий Алатау) расщепление и выклинивание пластов происходит значительно быстрее.

Во время отложения ишановской подсвиты в связи с ослаблением тектонических движений в регионе и снижением энергии рельефа происходит смещение фациально-ландшафтных зон по направлению к областям сноса. Особенно четко выражено это явление в Кондомском (восточная часть), Мрасском, Томь-Усинском и Крапивинском районах, где в ишановское время в отличие от промежуточного формировались главным образом отложения фаций открытых и застойных озер при широком развитии фаций торфяных болот. Осадки фации подводных русел здесь имеют подчиненное значение. Присалаирская фациально-ландшафтная зона с условиями максимально благоприятными для торфообразования в этот период располагается значительно ближе к области сноса, чем в промежуточное время.

Суммарная мощность угольных пластов подсвиты в указанных районах равна 32—35 м, рабочая угленосность 7—8%. Пласты характеризуются весьма неустойчивым строением (чаще сложным) и мощностью порядка 1—3 м. Мощность подсвиты в этих районах изменяется от 200 м (Крапивинский район) до 400 м (Мрасский район).

В западной части Кондомского района, в Бунгуро-Чумышском, Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах роль отложений фаций озер в разрезе подсвиты увеличивается еще больше. Осадки фации подводных дельт сохраняются лишь в нижней части разреза подсвиты; верхняя же часть разреза почти нацело сложена алеврито-глинистыми осадками фации застойных озер и фации прибрежной части пресноводных озер. Выдержанные пласты угля рабочей мощности в верхней части подсвиты на большей площади отсутствуют.

Пласты угля, заключенные в нижней части подсвиты, достигают значительной мощности (до 6—8 м). Строение пластов сложное.

Мощность подсвиты на юго-западе Кузбасса постепенно увеличивается от 100 м (Бачатский район) до 400—500 м (Кондомский район). В Кемеровском районе она изменяется от 130 до 240 м. Сложена подсвита здесь главным образом мелкозернистыми, довольно хорошо отсортированными песчаниками фации открытых озер. Отложения других фаций, в том числе и фаций торфяных болот, имеют ограниченное значение. Подсвите здесь подчинено 1—2 пласта угля рабочей мощности. Рабочая угленосность очень низкая — всего 0,7%.

В Завьяловском районе в ишановское время формировались бассейновые осадки. Пласты угля в разрезе подсвиты отсутствуют.

Кемеровская подсвита отличается от нижележащих подсвит верхнебалахонской свиты более широким развитием озерноболотных фаций и более высокой угленасыщенностью на большей части изученной площади ее развития. К этой же подсвите приурочены самые мощные (до 25—35 м) пласты угля.

В кемеровское время продолжается дальнейшая миграция фациально-ландшафтных зон в сторону области сноса в Терсинском, Томь-Усинском, Кондомском и Бунгуро-Чумышском районах. Во всех этих районах в составе пород, слагающих подсвиту, преобладают алевролиты, имеющие признаки фации открытых и застойных озер и включающие болотные отложения в виде угольных пластов преимущественно простого строения и значительной мощности. Мощность горизонтов подводнодельтовых песчаников обычно небольшая (5—10 м). Количество озерных отложений увеличивается вверх по разрезу. Верхняя часть кемеровской подсвиты сложена исключительно застойно-озерными и озерными отложениями. Большинство пластов угля характеризуется относительно устойчивой мощностью. Некоторые из них прослеживаются через все названные районы. Наблюдается локальное увеличение мощности некоторых пластов до 15—20 м (пласты VI—VII в Бунгуро-Чумышском районе) при обычной 1—7 м. Рабочая угленосность достигает 15—18%.

В Кемеровском районе на восточном крыле Кемеровской синклинали в разрезе подсвиты преобладают среднезернистые и мелкозернистые песчаники подводных дельт (до 70%). В западном направлении последние замещаются песчано-алевритовыми осадками озер. Роль отложений подводных дельт увеличивается снизу вверх по разрезу. Мощность пачек песчаника в верхней части разреза нередко до 50—60 м.

Наиболее мощные пласты угля — Кемеровский и Волковский — располагаются в верхней части разреза. Мощность этих пластов местами увеличивается до 15—20 м. Мощность остальных пластов обычно не превышает 2—4 м. Рабочая угленосность подсвиты в районе изменяется от 7% на востоке до 10% на западе. На восточном крыле Кемеровской синклинали мощность подсвиты 210—220 м, на западном крыле 220—310 м (наибольшая в пределах Глушинской брахисинклинали).

В Крапивинском и Завьяловском районах пласты угля рабочей мощности в кемеровской подсвите отсутствуют. В первом из них в разрезе преобладают крупнозернистые с прослоями конгломератов песчаники подводных дельт, во втором — осадки застойных и открытых озер.

В Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах, особенно в последнем, в составе пород кемеровской подсвиты широко распространены песчаники подводных дельт и угли. Мощность песчаных горизонтов до 30—50 м. Условия накопления подсвиты здесь изменяются очень быстро, причем количество грубообломочного материала и мощность песчаных горизонтов увеличиваются по направлению к западу. В этом же направлении увеличивается и зольность углей. В процессе формирования подсвиты уже образовавшиеся осадки нередко размывались, причем глубина размыва местами достигала нескольких десятков метров. Все это говорит об усилении в этом районе в кемеровское время тектонических движений как в области сноса (Салаир), так и в области осадконакопления, и о миграции фациально-ландшафтных зон к центру Кузнецкой котловины.

Пласты угля почти повсеместно характеризуются рабочей, часто очень большой (до 20—30 м) мощностью. Мощность пластов изменяется в широких пределах, очень часто пласты расщепляются. Коэффициент рабочей угленосности подсвиты местами увеличивается до 30—35%. Мощность подсвиты в Присалаирской полосе бассейна вследствие наличия глубоких внутриформационных размывов изменяется в широких пределах — от 100 до 220 м.

Усятская подсвита в юго-восточной, южной и юго-западной частях Кузнецкой котловины характеризуется высокой угленасыщенностью. На севере, северо-востоке и северо-западе Кузбасса пласты угля в разрезе подсвиты отсутствуют.

В усятское время, как и в кемеровское, тектонические движения в пределах Кузнецкой котловины и окружающих ее горных сооружений носили дифференцированный характер. Раньше всего восходящие движения начались и активнее всего проявились в южной части Кузнецкого Алатау. Позднее, в конце усятского времени, они захватили Горную Шорию и более северные части Кузнецкого Алатау.

В Томь-Усинском и Мрасском районах и восточной части Кондомского в разрезе подсвиты господствуют руслово-дельтовые мелко-, средне- и крупнозернистые песчаники. Горизонты песчаников мощностью от 25 до 35 м в средней, реже нижней части заключают прослои гравелитов и галечников. Прослои алевролитов и аргиллитов мощностью от 1 до 5 м, относящиеся к фации открытых озер, встречаются в почве и кровле угольных пластов.

В западной части Кондомского района и в Бунгуро-Чумышском районе нижняя часть подсвиты (до пласта II) сложена в основном аргиллитами и алевролитами с четкой горизонтальной слоистостью, обусловленной присыпками растительной пыли и детрита по плоскостям наслоения. Встречаются редкие прослои мелкозернистого песчаника небольшой мощности (1—5 м). Все породы, кроме углей, относятся к озерным фациям. Господствующей является фация открытых озер. Отложения застойных озер, представленные углистыми аргиллитами, встречаются иногда лишь в почве и кровле угольных пластов. Еще реже наблюдаются плохо отсортированные алевролиты (прибрежно-озерная фация) с неясной линзовидной слоистостью за счет примеси песчаного материала.

В верхней части разреза (выше пласта II) в восточной части Кондомского района и на северо-западе Бунгуро-Чумышского появляются пачки подводнодельтовых песчаников нередко очень большой мощности (до 25—40 м). В Чумышском районе горизонты подводнодельтовых песчаников выклиниваются или замещаются осадками открытых озер; видимо, сюда не поступал речной песчаный материал.

Мощность подсвиты постепенно увеличивается в западном и северо-западном направлении — от 110—120 м в Томь-Усинском районе до 230—240 м в Бунгуро-Чумышском. Максимальную мощность подсвита имеет на юге Чумышского района, где формировались главным образом озерные осадки.

Мощность пластов угля колеблется в широких пределах — от 1 до 10—15 м при среднем значении 2—4 м. Число пластов в разрезе подсвиты изменяется от пяти в Томь-Усинском районе до 9—10 в Бунгуро-Чумышском за счет расщепления последних. Рабочая угленосность подсвиты увеличивается в восточном направлении — от 6,5—9,0% в Бунгуро-Чумышском районе до 15% в Томь-Усинском. Однако суммарная мощность пластов угля, подчиненных подсвите, остается постоянной (17—18 м) в пределах всей описанной полосы.

В несколько иной обстановке, по данным В. В. Копериной, происходило формирование отложений усятской подсвиты в Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах. Здесь нижняя часть разреза (между пластами I и IV Внутренними) сложена главным образом маломощными (0,1—0,3 м) линзовидными неправильно чередующимися прослоями алевролита, аргиллита и мелкозернистого песчаника. Границы прослоев неотчетливые. Отсортированность обломочного материала очень плохая. Эти породы В. В. Коперина относит к фации пролювиально-аллювиального шлейфа. В разрезе они чередуются со слоями небольшой мощности фации застойных озер. Выше в разрезе широко развиты бассейновые — хорошо отсортированные алевролиты и аргиллиты с тонкой горизонтальной слоистостью, реже мелкозернистые и алевролитовые песчаники с горизонтальной или мелкой косой слоистостью. Подсвита в описываемых районах характеризуется высокой угленасыщенностью. Рабочая угленосность 8—10%. Пласты угля устойчивые, чаще всего имеют простое строение. Мощность большинства пластов колеблется в пределах 1—4 м. Мощность отдельных пластов (II и IV Внутренние) местами до 10—12 м. Мощность подсвиты 200—220 м.

В Терсинском районе в отличие от соседнего Томь-Усинского разрез подсвиты почти полностью сложен бассейновыми осадками различного типа. Здесь подсвите подчинено семь пластов угля суммарной мощностью около 8 м. Рабочая угленосность составляет около 5%. Мощность подсвиты 140 м.

На севере Кузбасса пласты угля в разрезе или отсутствуют, или имеют очень небольшую мощность (десятые доли метра). Мощность подсвиты здесь очень небольшая — 50—65 м. В Крапивинском и Кемеровском районах подсвита сложена аллювиальными подводнодельтовыми песчаниками и песчано-алеврито-глинистыми осадками открытых озер.

В Завьяловском районе верхнйе подсвиты не сохранились. Принятая схема увязки стратиграфических разрезов балахонской серии южной половины Кузбасса (Прокопьевско-Киселевский район) с северной (Кемеровский район) до настоящего времени не является окончательной и нуждается в дальнейшем уточнении. Существует мнение (Н. М. Белянин), что усятская подсвита юга Кузбасса, занимающая в унифицированной стратиграфической схеме положение выше кемеровской подсвиты северной части бассейна, фактически является ее аналогом.

Обломочные породы верхнебалахонской свиты разнообразны по структуре и текстурным особенностям. Песчаники и алевролиты в основном полимиктовые, в ряде случаев близки к субграуваккам. Значительную роль в обломочной части пород играют обломки осадочных пород. Разнообразны также типы цементации, состав и строение цемента. В некоторых районах — Крапивинском, Завьяловском, частично Прокопьевско-Киселевском — широко развиты карбонатные цементы. В Кемеровском, Анжерском и Бунгуро-Чумышском районах наиболее распространены кремнисто-слюдистые цементы. Среди обломочных пород верхнебалахонской свиты выделяются следующие разности: конгломераты средне- и мелкогалечные, гравелиты, смешанные гравийно-галечные породы, брекчии средние и мелкие, песчаники крупно-, средне- и мелкозернистые, а также разнозернистые плохо сортированные крупные и мелкие алевролиты.

Конгломераты и гравелиты в разрезе подсвиты встречаются главным образом в периферической части котловины; к центру последней прослои этих пород быстро выклиниваются. По составу различаются конгломераты полимиктовые и олигомиктовые, но имеются и переходные между ними разности. Полимиктовые конгломераты состоят из галек изверженных (12—32%), эффузивных (18—78%) и реже метаморфических (12—22%) пород. Встречаются и гальки осадочных пород (4—6%). Значительно шире в разрезе свиты развиты полимиктовые конгломераты со значительной примесью осадочных пород. Олигомиктовые мелко-, средне- и крупногалечные конгломераты, нередко переходящие в осадочные брекчии, почти никогда не образуют мощных линз и обычно не содержат гравийного материала.

Песчаники тесно связаны как с более грубыми обломочными породами, так и с алевролитами. Они обычно серые за счет растительного детрита, как правило, очень крепкие. Рыхлые разности встречаются только в Крапивинском и Завьяловском районах. Петрографический состав песчаников верхнебалахонской свиты Кузбасса приводится в табл. 9.

Алевролиты тесно связаны как с песчаными, так и с глинистыми породами. По петрографическому составу более крупные разности алевролитов очень близки к мелкозернистым песчаникам. Отличаются алевролиты возрастанием роли кварцевого и кремнистого материала, наметившимся уже в мелкозернистых песчаниках, увеличением содержания слюд, акцессорных минералов, карбонатов, глинистого и органического вещества. Цемент в алевролитах главным образом глинистый в сочетании со слюдами, кремнеземом или карбонатом; чаще всего пленочный или выполнения пор. Алевролиты различной крупности вместе с другими породами нередко образуют так называемые пачки переслаивания различного типа. Обычно мощность прослоев различных пород в пачках переслаивания не превышает 5—20 см самостоятельных прослоев крупных алевролитов 1—5 м. Сортировка материала в крупных алевролитах большей частью плохая. Некоторые их разности, отлагавшиеся в обстановке зарос-левых озер, обогащены органическим материалом. Мелкие алевролиты представлены двумя разновидностями: алевролиты с тонкой горизонтальной слоистостью за счет изменения крупности материала и алевролиты углистые, неслоистые. Мощность самостоятельных прослоев мелких алевролитов обычно не превышает 2—3 м.

Минералы тяжелых фракций из отложений верхнебалахонской свиты представлены цирконом, рутилом, турмалином, гранатом, роговой обманкой, пироксеном, сподуменом, диопсидом, гиперстеном, корундом, флюоритом, монацитом, сфеном, эпидотом, клиноцоизитом, хлоритом, биотитом, апатитом. Минеральный состав тяжелых фракций изменчив как по вертикальному разрезу, так и на площади. Ишановская и промежуточная подсвиты характеризуются значительными колебаниями в содержании граната, равномерным и высоким содержанием циркона, присутствием в значительных количествах турмалина. В Прокопьевско-Киселевском и Бунгуро-Чумышском районах встречаются минералы из группы амфиболов. Для кемеровской и усятской подсвит характерно очень высокое, быстро меняющееся в разрезе и на площади содержание циркона при незначительном содержании остальных минералов. В усятской подсвите по западной и северо-западной окраинам Кузнецкой котловины распространен пикотит.

По преимущественному распространению того или иного комплекса минералов тяжелой фракции на площади Кузнецкой котловины намечается три несколько различающихся провинции. В первой, при-салаирской провинции разрезы свиты характеризуются повышенным содержанием минералов группы амфиболов. Турмалин, гранат и пикотит второй провинции (северной и северо-восточной) наиболее широко распространены в отложениях свиты Кемеровского и Крапивинского районов. Наиболее характерным минералом третьей провинции (южной и юго-восточной) является циркон.

Глинистые породы верхнебалахонской свиты, тесно связанные с обломочными породами и углями, представлены аргиллитами. По характеру связей с другими породами можно выделить: 1) аргиллиты углистые и чистые, связанные с пластами угля; 2) аргиллиты, дающие самостоятельные прослои и принимающие участие в тонком переслаивании с алевролитами; 3) аргиллиты, образовавшиеся за счет разложения пеплового материала.

По минеральному составу среди аргиллитов свиты можно выделить две ассоциации: 1) каолинитовую и каолинит-гидрослюдистую и 2) монтмориллонитовую. Каолинитовые и каолинит-гидрослюдистые аргиллиты представляют собой отложения застойных, реже открытых пресноводных озер, иногда они образуются в прибрежной части озера. Некоторые их разности содержат очень большое количество органического вещества или алевритового материала. Аргиллиты монтмориллонитового состава, представляющие собой продукт разложения пеплового материала, известны пока только из ишановской подсвиты Крапивинского района.

Карбонатные породы в разрезе свиты немногочисленны и сосредоточены в породах в виде конкреций, цемента и вторичных образований. Конкреции и конкреционные прослои верхнебалахонской свиты представлены преимущественно железистыми карбонатами, приурочены они главным образом к алевролитам и аргиллитам, реже к мелкозернистым песчаникам; конкреции с примесью алевритового и песчаного материала чаще всего связаны с более песчаными обломочными породами. По составу конкреции сидероплезитовые (в отличие от нижнебалахонской свиты чистые кальцитовые конкреции почти не встречаются). К северу в составе сидеритовых конкреций возрастает роль изоморфной примеси магния.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна