Фации континентальных и субконтинентальных отложений верхнего карбона западной части Донецкого каменноугольного бассейна (стр. 12 )

Ванадий, как и описанный в дальнейшем хром, обнаружен во всех исследованных породах. Средневзвешенные содержания его обычно ниже кларковых. Количество ванадия в известняках определить затруднительно из-за пониженной чувствительности анализа в карбонатных породах. Для юго-восточной части Кальмиус-Торецкой котловины характерен пестрый тип распределения ванадия, а на замыкании Главной антиклинали – упорядоченный. Отмечается некоторое уменьшение количества ванадия в песчаниках и алевролитах вверх по разрезу верхнего карбона, что связано с сокращением рассеянного в породах органического вещества.

Хром спектроскопически определен во всех терригенных породах примерно с равными средневзвешенными содержаниями. В известняках он встречается реже – частота встречаемости иногда достигает 82 %. Примерно в два раза понижается и его содержание. Распределение хрома в породах пестрое.

Кобальт имеет пестрый тип распределения и определяется в различных породах постоянно в количестве 0,002-0,003 %, что соответствует его кларковым содержаниям. Превышаются эти значения лишь в единичных пробах. Частота встречаемости кобальта в терригенных породах в пределах 85-100 %, в карбонатных – 38-78 %.

Никель обнаружен спектроскопически в терригенных породах в количествах примерно равных кларковым. Лишь в известняках, где частота встречаемости падает до 73-89 %, содержания его в 2-4 раза ниже. Упорядоченный тип распределения никеля характерен только для араукаритовой свиты. В нижележащих породах тип распределения никеля пестрый и лишь в районе замыкания Главной антиклинали он приближается к упорядоченному.

Содержания меди в породах верхнего карбона редко превышают кларковые (0,006 %); распределение ее пестрое. Средневзвешенные значения колеблются незначительно за исключением известняков, где меди в 2-3 раза меньше. Различна и частота встречаемости: для алевролитов – 90%, для аргиллитов – 80 %, для песчаников – 70 %, для известняков – 60 %.

Средневзвешенное содержание цинка в породах верхнего карбона – 0,01 %. В некоторых пробах количество его повышается до 0,02-0,04 %. Частота встречаемости для терригенных пород составляет 60-70 %. В карбонатных породах определение цинка затруднено в связи с низкой чувствительностью анализа. Интересно, что количество проб терригенных пород, в которых цинк остался неопределенным из-за присутствия кальция, постепенно сокращается вверх по разрезу параллельно сокращению количества известняков. В исаевской свите такие пробы составляют 11 % от общего количества, в авиловской – 5 % и в араукаритовой – всего 3 %.

Стронций, так же как и барий, встречается во всех породах примерно в равных количествах, причем частота встречаемости его составляет 100 %. Средневзвешенные содержания стронция в глинистых породах равны кларковым (0,017 %), в терригенных – несколько ниже общего кларка в земной коре (0,04 %). На фоне этих значений резко выделяются содержания стронция в известняках. В отличие от бария, выпадающего в осадок сразу же при встрече с морскими водами, стронций продолжает долго оставаться в растворе. Обогащение карбонатных пород стронцием происходит в основном за счет биогенного накопления. Значения стронция выше кларковых несколько чаще отмечаются в районе Главной антиклинали. В целом для стронция характерен пестрый тип распределения в отложениях верхнего карбона.

Цирконий, входящий в основном в минерал циркон, встречен во всех пробах. Количество его колеблется в больших пределах (до 0,6 % максимально). Для трех свит средневзвешенные содержания соответственно увеличиваются от глинистых пород к песчаным. Распределение в породах пестрое. Значения циркония выше кларковых в глинисто-алевритовых породах встречаются в 25 % проб, в песчаных – в 35 %. Такие превышения безусловно находятся в прямой зависимости от обогащенности пород цирконом. Довольно значительное содержание циркония в верхнекаменноугольных известняках, - что в общем не характерно для карбонатных пород, - свидетельствует о значительной терригенной примеси, возникновение которой обусловлено близостью области сноса.

Барий определялся спектральным анализом во всех породах. Частота встречаемости его по разрезу верхнекаменноугольных отложений в среднем равна 98 %. Средневзвешенные содержания бария в терригенных породах равные и обычно ниже кларковых [Катченков 1959]. Пробы с содержанием выше кларковых на замыкании Главной антиклинали встречаются примерно в 5 раз чаще, чем на юго-восточном крыле Кальмиус-Торецкой котловины. Повышенное содержание бария связано, по-видимому, с баритом гидротермального происхождения, приуроченного к району Главной антиклинали (на Дружковской антиклинали, которая является северо-западным продолжением Главной антиклинали, по балке Рассоховатой отмечается в жилах баритокальцит).

Обращает на себя внимание повышенное в 5-10 раз количество бария в известняках верхнего карбона Кальмиус-Торецкой котловины в сравнении с кларком для карбонатных пород, равным 0,003-0,005 % и низкими значениями бария в известняках верхнего карбона Днепровско-Донецкой впадины. Так как основная масса бария концентрируется в нерастворимых остатках, следует предположить, что аномально высокие содержания данного элемента в известняках Кальмиус-Торецкой котловины объясняются сравнительно близким образованием их от основной области сноса. Интенсивность водных потоков была очень велика и обломочный материал поступал в бассейн в больших количествах без значительной химической переработки. Об этом же свидетельствует пестрый тип распределения бария в различных типах пород.

Для свинца получены данные по содержанию и частоте встречаемости аналогичные меди.

Весьма редко в породах верхнего карбона в постоянных количествах отмечаются Sc, Ga, Мо, Sn. Частота встречаемости их по породам приведена в таблице 23.

Таблица 23. Частота встречаемости Sc, Ga, Мо, Sn в породах верхнего карбона (в %, по полуколичественным данным).

Эле-мент	Средневзвешенное содержание	Известняки	Аргиллиты	Алевро- литы	Песчаники
Sc	0,003 %	5	27	21	9
Ga	0,002 %	34	76	70	63
Mo	0,001 %	5	7	5	5
Sn	0,001 %	10	10	12	11

В единичных пробах отмечен мышьяк (от 0,05 до 0,10 %) и всего в двух пробах алевролитов араукаритовой свиты на замыкании Главной антиклинали – ниобий (0,006 %). Более чем в 5000 проб, подвергнутых спектральному анализу, остальные редкие не обнаружены (Tc, Ag, Cd, In, Sb, Te, Hf, Ta, W, Au, Bi).

Циклическое строение характерно для всей толщи верхнего карбона, оно аналогичное в общих чертах проявлению цикличности в среднем карбоне. Следует подчеркнуть, что выделение циклов низших порядков, состоящих из регрессивной и трансгрессивной фаз, существенно помогало разобраться в последовательности и особенностях физико-географических условий осадконакопления.

Циклы низшего порядка выделялись по методике, предложенной и [1956] при изучении угленосных свит среднего карбона: за начало и конец принимался момент наибольшей трансгрессии. Наиболее мощные циклы низшего порядка отмечаются в юго-восточных частях Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин. Здесь они осложняются многочисленными «недоразвитыми» трансгрессиями. В юго-западной окраинной части бассейна мощности циклов резко падают, а количество их сокращается вследствие замещения больших толщ аллювиальными песчаниками.

На первых порах нами предпринималась попытка выделения циклов в основании песчаников [Логвиненко 1953], однако она не увенчалась успехом по причине локального распространения песчаниковых толщ. Если провести, например, такую границу в основании песчаников N16Sn1 или n1Sn11, широко распространенных в Донецко-Макеевском районе, то с переходом на западное крыло Кальмиус-Торецкой котловины границы циклов уже не могут быть определены вследствие отсутствия там указанных песчаников. Аналогично обстоят дела и с другими песчаниками, залегающими с размывами. Это становится понятным, если обратить внимание на то, что аллювиальные и дельтовые отложения лишь замещают какую-то часть прибрежно-морских. Включения их в общий прибрежно-морской разрез, как справедливо замечает [1964], являются лишь временными эпизодами, которые не превращают господствующую прибрежно-морскую обстановку в устойчивую континентальную.

Во взаимосвязанной системе «область сноса – область аккумуляции» аллювиальные и дельтовые песчаники скорее характеризуют тектоническую активность области сноса и в карбоне Донбасса являются как бы «инородными» телами, сложенными быстро привнесенным материалом. И коль скоро речь идет о цикличности накопления первичных «бассейновых» осадков, приходится признать правильным выделение циклов по четким реперам максимальных трансгрессий. Естественно, что такое выделение значительно усложняется в верхней части араукартовой свиты, где отсутствуют карбонатные горизонты.

Для характеристики общей направленности развития позднекаменноугольного бассейна циклы низшего порядка объединялись нами в мегациклы или циклы среднего и высшего порядка. Общий литологический облик верхнекаменноугольных отложений позволяет разделить весь изученный разрез на 6 мегациклов среднего порядка: 3 трансгрессивных – N1-N2н, O1-О43, P1-P3 и 3 регрессивных - N2н-O1, О43-P1, P3-Q1. Циклы высшего порядка соответствуют по величине свитам.

Обобщенный фациальный облик верхнекаменноугольных отложений подтверждает положение [Айзенверг 1952; Феофилова 1966 и др.] о постепенном последовательном и направленном сокращении к концу каменноугольного периода морского бассейна, отступавшего к востоку, что свидетельствовало о замыкании Донецкой геосинклинали.

Верхний карбон является переходным от гумидных угленосных отложений среднего карбона к аридной красноцветной тонкотерригенной толще нижней перми и отличается он направленностью постепенных изменений разреза от низов к его верхней части [Борисенко 1977].