6. Геологическая история развития донбасса

Донецкий бассейн является одним из наиболее изученных регионов Советского Союза. Здесь разрешены основные геологические проблемы, в число которых входят стратиграфия угленосной толщи, условия ее накопления, а также общее тектоническое развитие бассейна на протя­жении всей его геологической истории.

Многолетними исследованиями установлено наличие тесных связей между многими геологическими факторами — мощностью каменно­угольных осадков, с одной стороны, и характером складчатости, мета­морфизмом пород и углей, угленосностью продуктивных свит—с другой.

Для исследования процессов формирования бассейна большой ин­терес представляет изучение связи изменения мощности отложений кар­бона с тектоникой. Каменноугольный разрез в современном виде как бы суммировал сложный режим непрерывного накопления осадков, про­исходивших при различных направлениях и различной скорости дви­жений.

В Донецком бассейне с достаточной отчетливостью намечаются три крупных периода формирования геологического разреза: 1) девонский; 2) каменноугольный и раннепермский; 3) позднепермский и мезокайнозойский. Каждый из них отличается особенностями движений земной коры и, естественно, характером осадков и их изменением па площади осадконакопления. Наиболее полные данные сохранились о каменно­угольном осадконакоплении, менее полные - о девонском. Мезо-кайнозойские породы, окаймляющие открытую часть Донбасса, позволяют восстановить закономерности осадконакопления этого периода косвен­но, на основе анализа этих осадков по западной, северной, юго-западной и южной окраинам бассейна.

Девонское осадконакопление. Разрез девонских отложений изучен главным образом при разве­дочных работах на нефть и газ в Днепровско-Донецкой впадине, а так­же в обнажениях южной окраине бассейна и междуречье Кальмиуса и Сухой Волновахи. Литологический облик девонских, отложений довольно своеобразен. Это чередование песчаных и глинистых отложений с небольшим количеством известняков, доломитов, реже ангидритов с обилием изверженных пород, пастообразно залегающих среди осадочной толщи.

Для средней части разреза в Днепровско-Донецкой впадине характерно повсеместное распространение соленосной толщи, где основная часть пород представлена каменной солью с прослоями песчаников, известняков, песчано-глинистых сланцев. Особенностью девонских отложений является резкая смена разреза у тектонических разрывов. Это явление наблюдается как в Днепровско-Донецкой впадине, так и на юге Донбасса. Эффузивные отложения «белого девона» (D¹₃) на юге бассейна залегают как на нижележащих известняках, так и на кристалли­ческих породах фундамента. По р. Мокрая Волноваха, у с. Раздольно­го, девонские отложения трех свит достигают мощности 600 м, с. в 5—6 км восточнее, у г. Комсомольска, они полностью отсутствуют, бу­дучи размыты в тектонически приподнятом блоке («Стыльский горст»). На Черниговском выступе, Левенцовском ку­поле и в других районах впадины несогласие в залегании слоев и их ограничение тектоническими контактами по сбросам встречается часто. Это явление может быть объяснено характером колебательных движе­ний в период, когда подъем поверхности происходил весьма неравно­мерно, отдельными блоками, ограниченными дизъюнктивами типа сбро­сов. Соответственно площадь осадконакопления отдельными участками оказывалась поднятой выше уровня воды, и таким образом создавались условия для разрушения рыхлых осадков предыдущего времени.

Последующее погружение охватывало всю площадь, в том числе и участки с нарушенными слоями, что обусловливало перекрытие новым слоем породы предшествующие слои, ограниченные тектоническими контактами. Такой режим осадконакопления фиксируется по материа­лам разведки практически на всей известной территории распростране­ния отложений девона, от р. Кальмиус до г. Чернигова, и является ти­пичным для развития движений в начальную стадию формирования бас­сейна. Площадь распространения движений в девоне была значительно меньше площади развития движений в каменноугольное время. Отсут­ствие девонских отложений на северной окраине Донецкого бассейна, от Харькова до Миллерово, а также в юго-западных окраинных частях (Левенцовская площадь) свидетельствует о том, что девонское осадконакопление захватывало только центральную часть Донецкой гео­синклинали, отделяясь на севере Белгород-Старооскольской протерозойской геосинклипальной зоной от площади накопления девонских пород на территории Воронежского антиклинория и Доно-Медведицкого вала.

Материалы глубинного сейсмического зондирования свидетельст­вуют о значительной мощности девонских отложений в центральной части Донбасса, достигающей в районе Главной антиклинали 10 км и заметно' меньше — в Днепровско-Донецкой впадине (на Черниговском выступе — 1160 м, на Колайдинской структуре 3000—3200 м).

Максимальная мощность отложений среднего отдела карбона за­фиксирована буровыми скважинами в Должанской котловине на Во­лодарском и Должанском рудниках, где она составляет 5460 м. В этой же части Донбасса мощности свит на южном крыле Главной антикли­нали имеют более высокие значения, а мощность среднего отдела кар­бона, по-видимому, составит около 6000 м.

Устойчивые числовые значения отношений мощностей следует рассматривать как отражение закона унаследованной скорости осадконакопления, который можно сформулировать в следующем виде: скорость осадконакопления каменноугольной толщи за короткий отрезок време­ни, отвечающий отложению свиты, яруса и отдела, пропорциональна скорости осадконакопления для всего его периода. Следовательно, геосинклинальный период развития Донецкого бассейна отличался специфическим ритмом движений коры, когда общее погружение фун­дамента при колебании поверхности осадконакопления в основном происходило постоянно и с определенной скоростью.

В отличие от карбона и ранней перми осадки поздней перми, мезозоя и кайнозоя формировались в условиях преобладания восходящих движений, сопровождавшихся кратковременным погружением площади разрушения пород ниже уровня моря и накоплением маломощных толщ. Подъем поверхности осадконакопления происходил неравномерно, ранее накопленные осадки сминались в складки, а участки более активных подъемов (антиклинали) подвергались более интенсивному разрушению. Отлагавшиеся в период погружения осадки перекрывали с угловым несогласием прежде накопленные дислоцированные породы.

Стратиграфическое положение верхнепермских и мезозойских от­ложений свидетельствует о том, что момент инверсии, выразившейся в смене знака движений, произошел в начале ранней перми (заальская фаза, герцинском складчатости) до отложений дроновской свиты. Весьма большой диапазон разрушенных отложений, вплоть до среднекаменноугольных; свидетельствует о том, что за короткий отрезок времени про­изошло активное воздымание толщ и разрушение осадков, местами до половины их мощности, накопленной в геосинклинальную стадию.

Кратковременные накопления толщ шебелииской и краснооскольской подсвит происходили в условиях внутриконтинентального водоема в два этапа, разделенных подъемом поверхности выше уровня эрозии. Аналогичные кратковременные этапы накопления осадков наблюда­лись в триасе и нижней юре, за исключением тоарского времени. В тоаре наступила смена режима движений и погружение происходило на более глубокие отметки, чем в триасе (ниже уровня акватории юрского моря). При этом создавались условия накопления морских карбонат­ных отложений. Для юрских отложений характерны малая мощность и повсеместные перерывы между отдельными толщами. По перерывам в осадках и угловым несогласиям залегания слоев отчетливо выделяется 14 этапов осадконакопления, возникавших периодически между подъе­мами поверхности территории. Особенно длительное преобладание вос­ходящих движений с разрушением осадков происходило в поздневолжское и раннемеловое время, когда в бассейне были в основном сфор­мированы тектонические структуры, а размыв всей ранее накопленной толщи, включая и мезозойский, достиг нижнекаменноугольных пород.

Верхнемеловые отложения образовывались также при чередовании подъемов поверхности и морского режима осадконакопления. Только в каштане погружение носило длительный характер с элементами коле­баний «карбонового типа», когда в разрезе сменялись карбонатные и глинистые породы.

Проведенными за последнее время исследованиями верхнемеловых отложений в Северном Донбассе (Бланк, Горбенко, 1968) установлено увеличение мощности кампанских отложений в направлении от Воро­нежской антеклизы в сторону открытого Донбасса от 100 м (Лозно-Александровка) до 310 м (г- Славяносербск), а также более высокая мощность нижнекампанских слоев в лежачем крыле Северодонецкого надвига относительно висячего, что свидетельствует об увеличении мощ­ности этих отложений в сторону открытого Донбасса.

Увеличение мощности кампана от периферии к центру бассейна свидетельствует об элементах унаследованное™ изменения скорости погружения бассейна каменноугольного периода в кампанское время.

Среди верхнемеловых отложений отмечается также девять переры­вов и угловых несогласий, что свидетельствует о продолжении процесса складкообразования в этот период.

В конце позднего мела (в датское время) начался подъем поверх­ности, продолжавшийся и в раннем палеогене, когда разрушались осад­ки мезозоя и палеозоя.

В кайнозое, начиная с эоцена, осадконакопление происходило в условиях, аналогичных мезозойским, но с некоторым отличием. В этих осадках наблюдается более частая смена континентальных и морских режимов осадконакопления; длительность времени между пе­рерывами и сменой режимов сократилась до свиты и века. Происходило локальное накопление терригенных толщ во впадинах со­ляных штоков (Ново-Дмитриевский) и мульдах (Часовъярская и Курдюмовская). В третичное время фиксируется пять этапов осадконакопления. В конце мезозоя наступил общий подъем поверхности бассейна, продолжающийся до настоящего времени.