В основу предлагаемой классификации угольных бассейнов Северо-Востока России положен историко-тектонический принцип, раскрывающий как направленность и стадийность развития земной коры рассматриваемого региона, так и особенности её современного строения. В классификации показано структурно-тектоническое положение всех классифицируемых объектов в увязке с их возрастом и дана характеристика их диагностических признаков. Это позволяет использовать её для качественного и количественного прогноза угленосности в регионе.
Показано, что все угольные бассейны Северо-Востока России сформировались на орогенной стадии развития земной коры и приурочены к различным по геотектоническому положению и строению впадинам и прогибам. Это позволило выделить три класса бассейнов: вулканических поясов, жестких блоков и складчатых областей. Наиболее характерными типами бассейнов, приуроченных к жестким блокам и вулканогенному поясу, являлись соответственно наложенные приразломные и вулкано-тектонические, а бассейнов, расположенных в складчатых областях - наложенные впадины мезозойской области, орогенные наложенные прогибы, наложенно-унаследованные рифтогенные и внутрискладчатые прогибы.
Историко-тектонический принцип составления классификации угольных бассейнов позволил выявить связь особенностей их тектонического строения и характера угленосности с условиями их образования на различных стадиях эволюции земной коры в различных тектонических обстановках. Следовательно, определяя тип угольного бассейна по общим геологическим данным и его современному геотектоническому положению, можно прогнозировать: характер его гетерогенности; количество, набор и комбинации структурных и угленосных комплексов пород; формационные особенности этих комплексов и особенности накопления и преобразования исходного органического вещества; характер изменения по разрезу и площади складчатых и разрывных дислокаций, а также характер и масштабы угленосности; особенности проявления магматизма и степень метаморфизма угля.
Ключевые слова: классификация, угольные бассейны, вулканогенный пояс, жесткий блок, складчатая область, Северо-Восток России.
До настоящего времени вопрос о генетической классификации многочисленных угольных бассейнов, площадей и месторождений Северо-Востока России остаётся слабо разработанным. Основной причиной этого является низкая степень их геологической изученности. Частично данный вопрос рассматривался в работах Г.Г. Попова [6], Н.И. Погребнова [5], Н.В. Иванова [3] и В.М. Богомазова [1], в пятом и шестом томах монографии "Угольная база России" [8]. При этом разброс мнений относительно тектонического режима, сопровождавшего накопление угленосных формаций, довольно значительный. Так, например, Г.Г. Попов относит угленосную формацию Зырянского бассейна к геосинклинальному типу, Н.В. Иванов - к орогенному и частично геосинклинальному, В.М. Богомазов - к орогенному, а Н.И. Погребнов - к платформенному.
Часто вопрос тектонической классификации угольных бассейнов рассматривается совместно с классификацией угленосных формаций, и это вполне закономерно, поскольку палеоструктура угольного бассейна определяет обычно и генетический тип угленосной формации. В пользу главенствующей роли тектогенеза, определяющего свойства угольных бассейнов, особенности протекающих в них процессов торфонакопления, углеобразования и дальнейшего сохранения угольных залежей, высказывали и многие исследователи. Действительно, все первичные диагностические признаки угленосных формаций (мощность осадков, их литолого-фациальный состав и соотношения с окружающими комплексами пород, количество, мощность и морфология угольных пластов, петрографический состав и первичная окисленность угля) при прочих равных условиях в значительной степени обязаны своим происхождением тектоническому режиму развития площади углеобразования.В связи с этим в основу предлагаемой классификации угольных бассейнов и угленосных площадей Северо-Востока положен историко-тектонический принцип, раскрывающий как направленность и стадийность развития земной коры рассматриваемой территории, так и особенности её современного строения. При этом по возможности были учтены взаимоотношения тектонических режимов во времени и в пространстве. В классификации показано структурно-тектоническое положение всех классифицируемых объектов в увязке с их возрастом и дана характеристика их диагностических признаков. Это позволяет использовать её для качественного и количественного прогноза угленосности в регионе.
По мнению автора, все угольные бассейны Северо-Востока России сформировались на орогенной стадии развития земной коры. Геосинклинальная же стадия, характеризующаяся накоплением подводных, преимущественно кремнисто-вулканогенных, грауваккавых и флишевых формационных комплексов, в предлагаемой классификации не выделена, поскольку углеобразование для неё не свойственно [2, 4, 7]. Не выделена в классификации и платформенная стадия, поскольку она в пределах рассматриваемой территории только зарождается, а немногочисленные кайнозойские структуры, сложенные неогеновыми угленосными отложениями платформенного облика (Лаптевско-Янская площадь), включены в орогенную группу.
Орогенный режим на Северо-Востоке России проявлен как на территории мезозоид, так и кайнозоид. В мезозоидах он начался в поздней юре и, по-видимому, близок к завершению; в кайнозоидах орогенез начался примерно на границе раннего и позднего мела и продолжается до настоящего времени.
В основу выделения бассейнов и формаций орогенной группы положено представление Е.Е. Милановского (1968) о нижне- и верхнемолассовой формациях, соответствующих ранне- и позднеорогенной тектоническим стадиям.
Угольные бассейны и площади Северо-Востока приурочены к различным по геотектоническому положению и строению впадинам и прогибам, что и определило выделение трех классов бассейнов: окраинных вулканических поясов, жестких блоков и складчатых областей. При этом для бассейнов, образовавшихся на жестких блоках в орогенный этап развития смежной территории, применен термин "синорогенный", который отражает генетическую и временную связь области торфонакопления с активными зонами земной коры, вовлекшими в погружение окраины более стабильных смежных геоструктур и тем самым создавшими обстановки, благоприятные для накопления в них угленосных толщ.
Наиболее характерными материнскими палеоструктурами угольных бассейнов, приуроченных к жестким блокам и вулканогенному поясу, являлись, соответственно, наложенные приразломные и наложенные вулкано-тектонические впадины, в своем возникновении и развитии не связанные непосредственно с геосинклинальной предисторией складчатой области. Такие структуры осложнены относительно простой складчатостью и разрывными нарушениями преимущественно сбросового характера. Мощность угленосных отложений в них чаще всего невелика - первые сотни метров, редко до тысячи метров. Количество угольных пластов - до десяти, редко - первые десятки. Породы представлены чаще всего чередованием песчано-конгломератовых и угленосных песчано-алевролитовых пачек. Первые распространены преимущественно в нижних горизонтах разреза и в прибортовых частях впадин, вторые - в их центральных частях. Широко развиты русловые и пойменные фации. Степень метаморфизма углей в бассейнах рассматриваемых типов, как правило, невысока. Для мезозойских углей характерны каменные угли марок Д, Г, для кайнозойских - бурые угли.
Бассейны, относимые к классу бассейнов складчатых областей, более разнообразны по характеру материнских палеоструктур. Наряду с наложенными впадинами мезозойской области здесь выделяются орогенные наложенные прогибы, наложенно-унаследованные рифтогенные и внутрискладчатые прогибы.
Основными диагностическими признаками бассейнов и площадей, приуроченных к наложенным впадинам Верхояно-Чукотской складчатой области, являются: моноформационный характер отложений, относительно небольшая (первые сотни метров) мощность угленосных толщ, их континентальный генезис, горизонтальное или пологое залегание, единицы рабочих пластов угля, часто мощных и сверхмощных, слабая тектоническая нарушенность, низкая степень углефикации (преобладают бурые угли). К наиболее характерным формациям данного типа относятся неогеновые угленосные толщи Лаптевско-Янской, Сеймчано-Буюндинской угольных площадей, Зырянского, Аркагалинского и других угольных бассейнов.
Основное участие в строении бассейнов остальных типов класса складчатых областей принимают нижне-и верхнемолассовые комплексы мелового, палеогенового и неогенового возрастов и, нередко, подстилающие их формации предшествующей геосинклинальной стадии развития (Зырянский, Анадырский, Беринговский и др. бассейны). Многоярусное строение таких бассейнов выражено весьма отчетливо. В большинстве своем они являются полиформационными. Границы между формационными комплексами проводятся по резкому фациальному изменению наборов пород, по изменению характера цикличности, по стратиграфическому или угловому несогласию.
Нижнемолассовые комплексы разнообразны по составу и степени дислоцированности. В одних случаях в них преобладают континентальные терригенные отложения (Зырянский бассейн), в других (Анадырский бассейн) - морские терригенные осадки, в третьих (Пенжинская площадь) развиты существенно туфогенные и терригенно-туфогенные образования. Верхнемолассовые комплексы сложены чаще всего континентальными и прибрежно-морскими толщами.
Рассматриваемые типы бассейнов класса складчатых областей характеризуются значительной суммарной мощностью молассовых отложений, достигающей 6-7 км (Зырянский, Анадырский бассейны); большим количеством угольных пластов (до 100-150), преимущественно тонких и средней мощности; высокой степенью метаморфизма углей, достигающей стадий Т-А.
В целом, в пределах рассматриваемой территории выделяется шесть типов угольных бассейнов, объединенных в два класса и одну группу.
Таким образом, историко-тектонический принцип классификации угольных бассейнов и площадей позволяет выявить связь особенностей их тектонического строения и характера угленосности с условиями и процессами их образования на различных стадиях эволюции земной коры в различных тектонических обстановках. Поэтому эта классификация является также пространственно-временной. Генетическая сторона классификации заключается в том, что для каждого бассейна устанавливается определенное место и время в последовательно сменяющих друг друга различных тектонических обстановках.
Прогнозные возможности классификации выражаются в двух основных моментах.
Во-первых, поскольку основные геотектонические режимы различаются между собой по многим параметрам (контрастность и интенсивность колебательных движений, типы осадочных и магматических формаций, степень проницаемости коры, характер метаморфизма, типы складчатости, геотермические особенности и др.), следовательно, осадочные угленосные бассейны, формирующиеся в областях проявления различных геотектонических режимов, также резко контрастируют по набору указанных характеристик, которые непосредственно влияют на специфику онтогенеза угля.
Во-вторых, установление генетической последовательности типов бассейнов позволяет осуществлять рассмотрение теоретически возможных сочетаний палеотектонических обстановок, прогнозировать латеральные ряды погребенных осадочных бассейнов, наиболее вероятные комбинации и количество структурно-формационных комплексов, их вещественный состав, особенности магматизма и характер угленосности. Так, различия в составе и строении геосинклинальных и орогенных комплексов проявляются достаточно отчетливо и показывают, что угленосность для первых не характерна. Угленосность орогенных комплексов ограничивается молассовыми формациями. При этом промышленная угленосность приурочена в основном к верхнемолассовой формации.
В заключение следует отметить, что, определяя тип угольного бассейна по самым общим геологическим данным и его современному геотектоническому положению, можно прогнозировать: 1) характер его гетерогенности; 2) количество, набор и комбинации структурных и угленосных комплексов пород; 3) формационные особенности этих комплексов и, следовательно, особенности накопления и преобразования исходного органического вещества; 4) характер изменения по разрезу и площади складчатых и разрывных дислокаций, а также характер и масштабы угленосности; 5) особенности проявления магматизма и степень метаморфизма угля.