1.3.1Стратиграфія і літологія родовища

     1.3.1.1 Верхній карбон (С₃)

     Верхньокам'яновугільні відклади розповсюджені у південно-західній частині району та представлені світами С₃¹ ( ісаєвською ), С₃² (авіловською) та С₃³ (араукарітовою).

     Світа С₃¹ складена аргилітами, алевролітами та пісковиками темно-сірого кольору з підпорядкованими їм прошарками вапняків та вугілля неробочої потужності. Вугільність світи дуже низька. Потужність світи до 750 м.

     Світа С₃² представлена великозернистими пісковиками, алевролітами та слюдянистими глинистими сланцями з малопотужними прошарками вапняків та вугілля. Маркіруючими горизонтами світи виступають вапняки: О₁,О₂, О₃, О₄,О₅, О₆, та О₇. В основі вапняків О₄, та О₄⁴ лежать пласти вугілля потужністю 0,05-0,35 м. Потужність світи у межах району досягає 700 м.

     Світа С₃³ у літологічному відношенні незначно відрізняється від нижче лежачої, але пісковики подані аркозовими різностями з численними рослинними скам'янілостями ( стовбурами араукарій ). В основі світи залягає вапняк Р₁, потужністю 0,8-1,0 м, котрий є надійним маркіруючим горизонтом. Потужність світи не перевищує 800 м.

     Оголення верхньокам'яновугільних порід спостерігається по балкам Довгенька та Наумиха.

     1.3.1.2 Перм ( Р₁-Р₂ )

     До північного сходу від площі розповсюдження верхньокам'яновугільних порід широкою смугою ( 2-3 км) залягають пермські відклади. Породи цього ж віку розповсюджені на північному сході району. На описуваній площині перм перекривається молодшими утвореннями та виходить на поверхню тільки по балкам.

     Пермські, а також мезозойські відклади створюють синклінальну складку (мульду), видовжену з південного сходу на північний захід уздовж північно-східного крила Дружковсько-Костянтинівської антикліналі. Синклінальне залягання пермських та мезозойських порід добре ілюструються обзорною геологічною картою маштабу 1 : 50000.

     В межах району Часів-Ярського родовища пермські відклади представлені картамишською ( Р₁^kr ), микитівською (Р₁ⁿ), слов'янською ( Р₁^sl) та дронівською ( Р₂^dr)світами.

     Картамишська світа ( світа мідястих пісковиків ) згідно залягає на відкладах світи С₃³ та представлена червоно-бурими сланцюватими глинами ( аргилітами ) з конкреціями і плитками бурого залізняка, сірими та зеленувато-сірими алевролітами і слабо сцементованними пісковиками з мідьовмісними мінералами. Породи, котрі беруть участь у будові світи, падають під кутом 30-350. Потужність їх коливається у межах 700-950 м.

     Микитівська (гіпсо-доломітова) світа згідно залягає на відкладах картамишської світи. Складена вона переважно шарами аргилітів, сланцюватих глин та глинистих сланців з підпорядкованими їм пластами доломіту, гіпсу, доломітизованого вапняка та пісковика. В товщі світи нараховується 10 шарів доломіту, їх потужність коливається від 0,2 до 4,35 м. Потужність шарів пісковика знаходиться в межах від 2,0 до 15,0 м. Гіпс утворює в світі 2-3 шари потужністю до 5-6 м. Потужність світи змінюється від 100 до 200 м.

     Слов'янська ( соленосна ) світа вміщує взагалі гіпс, ангидріт та кам'яну сіль. Доломіти, вапняки та аргиліти мають в її розрізі значно менше розповсюдження. Ангідрит та кам'яна сіль створюють численні часто перемижаючі між собою пласти, які містами досягають потужності у кілька десятків метрів. Поверхня пермських та мезозойських відкладів в південній частині родовища оскладнена вузькою та глибокою западиною. Загальна потужність слов'янської світи змінюється у межах від 200 до 570 м.

     Дронівська світа відноситься до верхньої пермі та майже не вміщує скам'янілих залишків флори та фауни. Складена вона строкатобарвистими переважно червонобарвними аргилітами, алевролітами та пісковиками, загальна потужність яких досягає 170-200 м.

     Розвідувальними ( на вогнетривку глину ) свердловинами палеозойські та мезозойські відклади вскрилися на глибині до 55,75 м. Верхня частина відкладів торкнута процесами вивітрювання, тому аргиліти та алевроліти мають властивості глин.

     1.3.1.3 Тріас ( Т )

     Тріасові відклади створюють дві смуги виходів під рихлими осадками кайнозою. На південному заході внаслідок значного кута, падіння до 25-300, смуга має ширину усього 100-400 м. Північно-східне крило мульди більш пологе - кут падіння 7-100 і триасові породи тут оголюються широкою смугою - від 2 до 5 км. У центральній частині мульди тріас перекривається згідно залягаючими з ним пермськими відкладами.

     В цьому районі до тріасу відноситься потужна товща строкатобарвистих пісковиків, червоних глин та строкатобарвистих каолінистих пісків. Кут падіння тріасових порід по південно-східному борту в середньому складає 280.

     Оголення тріаса маються на правому схилі р.Грузької між с.Веселим та с.Миколаєвкою.

     1.3.1.4 Юра ( J₁-J₂ )

     Подана сірими, зеленувато-сірими та сірими плотними глинами та алевролітами, прошарками пісковиків, вапняків та бурого залізняка. Смуга юрських відкладів шириною 240-270 м проходить паралельно тріасу з південного сходу під кутом 250, заглиблюючись під крейдяні та неогенові відклади на глибину більш 200 м, та виходить на поверхню на протилежному крилі мульди ( лівий схил балки Середні Ступки ). В товщі юри видокремлені 2 горизонти, котрі відносяться до нижнього та середнього відділів юрської системи. Нижній горизонт складають сірі та світло-сірі, а також сірі з голубуватим чи зеленуватим відтінками щільні глини з прошарками пісковиків, алевролітів та вапняків. В глинах зустрічаються лінзи та прошарки бурого залізняка потужністю від 1-2 см до 30 см.

     Верхній горизонт представлений у розрізі пластами піщаних глин, алевролітів, пісковиків та вапняків. Колір у них сірий, темно-сірий, зеленувато-сірий та жовтувато-сірий. У породах середнього відділу зустрічаються скам'янілі залишки пелеципод та амонітів, а також часті включення піриту у вигляді желваків та дрібних кристалів.

     1.3.1.5 Верхня крейда ( К₂ )

     Крейдяні відклади в районі розвинені більш широко. Вони разом з юрськими, тріасовими та пермськими породами створюють мульдоподібну складку, простягнену з південного сходу на північний захід від с.Карловка до с.Першотравневе, відстань між якими становить 20 км. Часів-Ярське родовище належить до центральної частини мульди. Ширина її в районі м.Часів-Яр коливається від 5 до 8,5 км.

     В нижній частині крейдяного розрізу залягають зеленувато-сірі глауконіто-кварцеві піски потужністю до 5-8 м з галькою кременя та желваками фосфорита. Глауконітові піски в верхній частині розрізу змінюються білою писальною крейдою з прошарками крейдоподібного мергеля й численними желваками кременя. Максимальна потужність відкладів досягає 133-175 м. Верхня частина мергель-крейдяної товщі тріщинувата та закарстована. З нею пов'язаний досить потужний водоносний горизонт, котрий є джерелом водопостачання міст Артемівська та Часів-Яра, а також близько розташованих населених пунктів. Внаслідок завалення карстових порожень поверхня крейди багата округлими та видовженними замкнутими западинами глибиною до 7 м.

     1.3.1.6 Палеоген ( Р )

     На розмитій поверхні мезозойських та палеозойських відкладів залягає піщано-глиниста товща палеогенової, неогенової та четвертинної систем.

     Більш широким розповсюдженням користується палеогенова система, в склад якої на даній площі входять київська ( Р₂^kv2^h) світи.

     Київська світа подана малопотужними прошарками та лінзами зелених та зеленувато-сірих піщаних глин та рихлих пісковиків з зернами глауконіту та галькою кременя. Іноді глини заміщуються чи перекриваються трепеловидною породою і опоковидним алевролітом. Потужність київської світи досягає 6,35 м, але частіше вона находиться у межах 0,5-2,0 м.

     Київська світа виділена на геологічних розрізах на підставі літологічних ознак при проведенні геологічної зйомки району трестом “Артемгеологія” у 1969-1974 рр.

     До харківської світи відносяться глауконіт-кварцеві зеленувато-сірі та зеленувато-жовті дрібнозернисті глинисті та слабо глинисті піски. Розповсюджені вони по всій площі родовища, створюючи пластоподібний поклад, потужність якого зростає з 1-3 м у південній частині до 15-21 м у північній. Характерним для харківської світи є збільшення домішки глинистої речовини в пісках від покрівлі до підошви покладу. Піски з вмістом глинистих часток від 10 до 20 % є відрізним матеріалом для приготування формувальних сумішей та об'єктом експлуатування.

     На більшій частині родовища харківська світа перекрита полтавськими відкладами і лише на перефірії родовища вона залягає під четвертинними пісками та суглинками.

     1.3.1.7 Неоген. Полтавська світа ( N₁^pt)

     На контакті харківських пісків з вищележачими пісками полтавської світи спостерігається тонкий шар ( 3-5 см ) дрібного гравію та великозернистого піска, який свідчить про трансгресивне залягання пісків полтавської світи. До полтавської світи належить найбільш велике родовище високоякісних вогнетривких глин.

     У розрізі світи виділяють три горизонти:

     - горизонт підглиняних пісків;

     - горизонт вогнетривких глин;

     - горизонт надглиняних пісків.

     Горизонт підглиняних пісків внаслідок ерозії має меншу площину розповсюдження, ніж підстилаючі його харківські глауконіто - кварцові піски. Піски горизонту світло-сірі з жовтуватим та рожевим відтінком дрібно- та середньозернисті глинисті та слабо глинисті. Вміст глинистої речовини в пісках збільшується від підошви до покрівлі. Потужність пісків мінлива і коливається від 3-4 м до 10-15 м, іноді більше.

     Горизонт вогнетривких глин являє собою пластовий поклад складної конфігурації, зумовленою ерозійною діяльністю тимчасових та постійних поверхневих водотоків. Численними кар'єрами цей горизонт відпрацьований на великих площах, і тому до цього єдине тіло тепер розрізано на ряд відокремлених дільниць. В покрівлі та підошві пласта вогнетривких глин залягають сильно глинисті піски та некондиційні глини, контакти з якими бувають різкі чи поступові.

     Потужність горизонту коливається від 1-3 м до 6-9 м. На окремих дільницях родовища потужність продуктивної товщі у зв'язку з розмивом пласта різко змінюється ( від кількох см до 5-6 м ). Це приконтурні зони, площина розмиву пласта поміж Міським та Жовтневим дільницями та ін. Позначки покрівлі та підошви пласта мають великі коливання. У пласті глин помічаються прошарки піску різної потужності. Складна будова пласта і мінливість його гіпсометричного положення особливо характерна для південної групи ділянок, де в продуктивній товщі виділено два самостійних пласта: верхній та нижній.

     Горизонт надглиняних пісків підлягався сильній ерозіі, тому на родовищі він створює “плями” досить мінливих розмірів. Більш великі площі розвитку надглиняних пісків характерні для північної та центральної частин родовища, а також площі депресійного зниження на півдні родовища. Ерозією пояснюється і значне коливання потужності надглиняного горизонту від 0,0 до 8-15 м. Надглиняні піски являли собою дрібнозернисту та пилувату породу білого, світло-сірого, світло-жовтого та жовтого кольору. В товщі пісків зустрічаються прошарки піщаних глин та пєлітів ( пиловидного кварцу ), а також левігіт у вигляді сферичних стяжінь. В нижній та верхній частинах горизонту піски, як правило, різного ступеню глинистості.

     1.3.1.8 Четвертинна система ( Q )

     Неогенові, а за межею їхнього поширення і палеогенові відклади повсюдно перекриті товщею четвертинних відкладів, представленими дрібно- та середньозернистими у різному ступені глинистими пісками та суглинками. Четвертинні піски поширені неповсюди. Найчастіше вони заповнюють нерівності рельєфу дочетвертинних порід. Піски мають бурий, червоно-бурий, іноді жовтий колір. Звичайно вони зазалізнені і містять домішки глинистих часток. По площі родовища спостерігаються переходи від супесей через сильно глинисті піски до піщаних глин. В описуваному горизонті у великій кількості присутні карбонатні стягнення різних розмірів, а також бобовидні залізомарганцеві включення.

     У товщі четвертинних суглинків простежується два шари. Нижній утворений червоно-бурими та коричнево-бурими щільними суглинками масивного додавання. У них спостерігаються численні включення щільних карбонатів і зрідка кристалічного гіпсу.

     Суглинки складені тонколускним матеріалом гідрослюдисто- монтморилонітового складу, що містить до 5-7% алеврітистих і 3-10% піщаних часток. Вуглекисле вапно присутнє як у виді стягнень, так і у виді розсіяної речовини. Зміст її досягає 10-22%.

     Верхній шар складний лесоподібними суглинками коричневато-бурого кольору і масивного додавання. Основну масу порід утворюють крупнопиловидні і глинисті частки монтморилоніт-гідрослюдистого складу з піщано-алеврітистою і карбонатною домішками. У підошві лесоподібних суглинків місцями простежується прошарок викопного ґрунту потужністю до 1,0 м.

     1.3.1.9 Техногенні відклади ( Q^tg )

     Техногенні відклади розповсюджені у районі робіт кар'єрів по видобутку вогнетривких глин та формувальних пісків. Вони розміщені як у видобутому просторі кар'єрів, так і на поверхні. Подані вони сумішшю суглинків та пісків, знятих при видобутку вогнетривких глин. Потужність техногенних відкладів коливається від 0,50 до25,4 м. Найбільша потужність характерна для видобутого простіру кар'єру “ Північний ”, де відвали вскришних порід насипані у вигляді високих пагорбів та териконів. Внутрішні відвали у значній мірі обводнені. В їх товщі утворились водонасищені прошарки та лінзи, а на поверхні утворились водоймища значних розмірів.