Фации континентальных и субконтинентальных отложений верхнего карбона западной части Донецкого каменноугольного бассейна (стр. 23 )

Сторонники компенсационного осадконакопления допускают поднятия в конечные стадии развития геосинклинальной области, что приводит к размыву отложившихся осадков. Тем самым они касаются двух крайних положений: с одной стороны, прогибание геосинклинали и накопление осадков и, с другой стороны, замыкание ее и размыв накопившихся отложений. При этом из поля зрения выпадает промежуточный переходной этап, когда геосинклиналь стареет, а инверсионная стадия еще окончательно не наступила. Именно такие условия существовали в Донбассе в конце позднего карбона, когда происходило постепенное накопление конседиментационных признаков в отдельных регрессивных интервалах разреза, выразившихся в замедлении прогибания мест заложения будущих основных антиклинальных структур. На северо-западной окраине Донбасса и особенно в Днепровско-Донецкой впадине, где мощности палеозоя существенно меньше, эти замедления перерастали зачастую в движения положительного знака, что приводило к размыву и несогласному залеганию отложений в отдельных интервалах верхнекаменноугольного разреза (в особенности О7-Р3).

В центральных частях Донбасса, так сказать, в эпицентре погружения Донецкого авлакогена, такие замедления фиксируются с большим трудом.

Прежде всего, основная трудность выявления конседиментационных признаков в отложениях верхнего карбона заключается в продольном положении основных структурных элементов и, в частности, основного из них – Главной антиклинали. Возможное увеличение мощностей отложений по направлению к центральным частям котловин скрадывается из-за регионального юго-восточного увеличения мощностей соответствующих отложений при замерах, произведенных по крыльям антиклинали.

Вторая трудность заключается в недостатке фактического материала, особенно для верхней половины разреза верхнего карбона, где эти признаки проявляются все с большей силой.

В настоящее время нельзя уже говорить об относительно кратковременном моменте инверсии Донецкой геосинклинали лишь в предпозднепермское время. Двух понятий – преобладания погружений в карбоне и ранней перми и преобладания поднятий в поздней перми – уже недостаточно для правильного понимания палеозойской истории развития региона. Для позднего карбона Донбасса следует предположить наличие частных прогибов и поднятий на фоне погружения обширных площадей. Крупные поднятия в конце перми, несмотря на то, что они явились выражением одной из наиболее мощных орогенических фаз, по-видимому, тоже не следует трактовать как относительно кратковременное явление. Тектоническая активность ослабевала также постепенно, как и накоплялась.

Основные доказательства конседиментационных движений могут быть получены при анализе изопахит соответствующих отложений. С этой целью нами были составлены карты изопахит отдельных крупных интервалов верхнекаменноугольного разреза для юго-западной части Донбасса. Здесь мы коснемся лишь наиболее интересных деталей, выявленных с помощью этих карт.

Во время накопления нижней половины исаевской свиты наибольшее прогибание испытывала центральная часть бассейна несколько юго-западнее места заложения будущей Главной антиклинали. К концу накопления исаевской свиты эта закономерность нарушается: для интервала N3-N5 намечаются два максимума прогибания, один из которых находился в районе г. Енакиево - г. Углегорск, второй – в районе г. Красноармейск - г. Дружковка.

В интервале N5-О1 план распределения изопахит изменился: область наибольшего прогибания проходила по линии г. Красноармейск-г. Горловка-г. Енакиево.

В дальнейшем участок замедленного прогибания несколько сместился к северу (интервал О1-О2 и О2-О41) в сравнении с положением его в интервале N3-N5. Одновременно с этим максимальное прогибание испытывал район заложения Главной антиклинали. Интересны локальные участки резкого изгиба изопахит на Очеретинском поднятии для интервалов О2-О41 и О41-О43, а также в районе балки Железная и в районе заложения Дружковской антиклинали для интервалов О41-О43 и О43-О6.

К концу авиловской свиты область максимального прогибания вновь постепенно переместилась в Кальмиус-Торецкую котловину. Наиболее ярко это проявилось в интервалах О7-Р1 и Р1-Р2. В последнем интервале замедление прогибания Главной и Дружковской антиклиналей подчеркивается изопахитами особенно четко.

Для верхней половины араукаритовой свиты данных для построений намного меньше, однако тенденция к более ускоренному прогибанию Кальмиус-Торецкой котловины, по-видимому, сохранялась и в это время.

Анализ мощностей и фациального состава пород, слагающих склоны купольных структур северо-западной окраины Донбасса – Петровской, Корульской, Велико-Камышевахской и др. – позволяет утверждать, что формирование их было длительным и постепенным [Борисенко, Макаров, Майданович 1974].

Мощности среднего карбона, вскрытые скв. 11, 19, 20, 28, 901 и др. на Петровском полукуполе, имеют тенденцию к увеличению от сводовой части структуры к его северо-западному крылу, то есть в направлении общего регионального уменьшения мощностей каменноугольных отложений. При этом расстояние между скважинами, вскрывшими сравниваемые одновозрастные интервалы, не превышают 1,5-2 км. Разница суммарных мощностей двух свит (С26 и С27) в сводовой части полукупола и на крыле составляет 210 м.

Тенденция к уменьшению мощностей на полукуполах сохраняется в верхнем карбоне и нижней перми. Мощность свиты С32 в сводовой части Корульского полукупола составляет 400 м по скв. 151 и 182, а в 3 км к юго-востоку – 660 м (скв. 153). Мощность славянской свиты нижней перми на северо-восточном крыле Корульского полукупола 130-150 м (скв. 10, 158, 1424, 1428), а в крайней северо-западной части Черкасско-Часовярской синклинали – 390 м (скв. 6900). Расстояние от скв. 6900 до выходов одновозрастных отложений в пределах полукупола не превышает 1,5 км.

Из сказанного следует, что в отдельные отрезки позднекаменноугольной эпохи области заложения антиклинальных структур и, в частности, Главной антиклинали, испытывали заметное прогрессирующее замедление прогибания в сравнении с районом заложения котловин. Подтверждение этому получено при определении магнезиальности карбонатных пород, что требует более подробного изложения [Борисенко 1980].

Содержание карбонатных пород в терригенной толще карбона и нижней перми Донбасса незначительно – в среднем не превышает 1-5 % мощности разреза. Считалось, что карбонатные породы нижней перми представлены доломитами, известняки карбона сложены почти исключительно кальцитом, а доломитизированные разности встречаются изредка, приурочиваясь к западной и юго-западной окраинам бассейна.

В действительности распределение различных типов карбонатных пород как латерально, так и в разрезе более сложное. Поэтому заслуживает внимания возможность статистической обработки более 2000 химических анализов из Западного, Центрального и Восточного Донбасса, что позволяет в первом приближении дать объективную характеристику распределения карбонатных пород различных типов: 1.Известняк с содержанием СаСО3 100-95 %; 2.Известняк доломитистый – 95-75 %; 3. Известняк доломитовый – 75-50 %; 4.Доломит известковый – 50-25 %; 5.Доломит известковистый – 25-5 %; 6.Доломит – 5-0 %.

Анализ распространения карбонатных пород различных типов показывает, что четкая приуроченность доломитизированных пород карбона к окраинам бассейна отсутствует. Более рельефно выступает при этом фациальный фактор – степень развития трансгрессий и особенности эволюции образовавшегося морского бассейна.

В идеальном случае любой пласт известняка состоит из двух неравных по мощности частей: нижней, маломощной, трансгрессивной и верхней, обычно более мощной, регрессивной. Обычно небольшие по мощности трансгрессивные отложения накапливаются сравнительно быстро, что соотносится с более резким и интенсивным прогибанием дна бассейна. Большая же часть карбона Донбасса является преимущественно регрессивным образованием и отвечает более значительным отрезкам времени геологического развития региона. В мелеющем, отшнурованном от открытого моря бассейне образуются породы повышенной степени магнезиальности. Им соответствуют самые верхние части карбонатных пластов, что подтверждается многими пробами, взятыми поперек их мощности. Отклонения от этого правила иллюстрируют сложности палеогеографической обстановки, выразившиеся в возможных очередных неоднократных прогибаниях дна бассейна разного масштаба или в замедлениях этих прогибаний.

Амплитуда прогибания соответствует степени развития трансгрессии. Крупные трансгрессии в карбоне захватывали весь регион Донбасса и даже значительные области сноса на юго-западе [Борисенко 1975]. Им соответствуют выдержанные известняковые горизонты. Слабые трансгрессии прослеживаются благодаря постепенному переходу в юго-западном направлении карбонатных горизонтов в аргиллиты с отпечатками раковин.

Заслуживает внимания распространение различных типов карбонатных пород по разрезу. В свитах нижнего и среднего карбона оно примерно равномерное: только четверть общего количества анализов соответствует чистым известнякам (1), половина – типам 2, 3 и еще одна четверть – типам 4,5. Обращает на себя внимание двухвершинное распределение значений – типы 2 и 4 соответствуют, по-видимому, нижним и верхним (трансгрессивыным и регрессивным) частям карбонатных пластов.

Для карбонатных горизонтов верхнего карбона также типично двухвершинное распределение значений, соответствующее типам 2 и 5, а не 4. Начиная с верхнего карбона, повышенной магнезиальностью начинают отличаться карбонатные породы купольных структур северо-западного Донбасса, а к концу карбона и Дружковской антиклинали. Так, на куполах лишь 10-25 % проб соответствует известнякам (1-3), в то время как в Кальмиус-Торецкой котловине – 80 %, а Бахмутской котловине в верхнем карбоне доломиты (4-6) практически отсутствуют. Подобное явление может быть связано с прогрессирующим обмелением морского бассейна в результате конседиментационного роста положительных структур.

Существенные изменения палеогеографической обстановки в ранней перми, обусловленные почти полной изоляцией бассейна и аридизацией климата, привели к абсолютному преобладанию доломитов (в равной степени типов 5 и 6) в верхней части картамышской свиты, где развиты карбонатные горизонты.