Закономерности углеобразования в системе мезозоид и кайнозоид северо-востока России

Часть I. Характеристика угольных бассейнов.

В геолого-структурном плане материковый блок Северо-Востока России представляет собой сложную гетерогенную систему крупных структурных элементов земной коры, характеризующихся весьма сложным и неоднородным тектоническим строением и отличающихся историей геологического развития. Здесь выделяются области разновозрастной складчатости, жесткие блоки, краевые и внутренние вулканические пояса. При этом фиксируется четкое омоложение складчатости в сторону Тихого океана. В этом направлении наблюдается смена генетического типа осадочных формаций от субплатформенных через орогенные до близких к геосинклинальным. В качестве главных тектонических структур рассматриваемой территории, выделенных по возрасту заключительной складчатости, выделяются Верхояно-Чукотская мезозойская, Корякско-Камчатская кайнозойская складчатые области и пограничный Охотско-Чукотский вулканогенный пояс (рис.1).

Внутри Верхояно-Чукотских мезозоид выделяются Яно-Колымская и Чукотская миогеосинклинальные системы, разделенные Колымо-Омолонским жестким блоком, и несколько более мелких блоков ранней консолидации - Охотский, Тайгоносский, Чукотский (Тильман и др., 1974; Шило и др., 1973, 1975). В пределах Корякско-Камчатской области кайнозоид выделяются две складчатые системы: Анадырско-Корякская раннекайнозойская и Олюторско-Камчатская позднекайнозойская, в каждой из которых выделяется ряд зон (Агапитов, Иванов, 1963; Александров и др., 1975; Белый и др., 1976; Мигович, 1972 и др.). Практически во всех перечисленных геоструктурах, или в районах их сочленения, встречаются угольные бассейны, различающиеся размерами, мощностью отложений, их возрастом, количеством угольных пластов, вещественным составом углей и вмещающих их пород, особенностями внутреннего тектонического строения, условиями накопления и преобразования органического вещества. Так, на территории мезозоид к району сочленения Охотского жесткого блока со структурами Яно-Колымской складчатой системы приурочен Челомджинский бассейн позднеюрского-раннемелового возраста. К зоне сочленения Яно-Колымской системы и Колымо-Омолонского блока приурочены раннемеловые Зырянский и Омсукчанский бассейны. Во внутренних частях Яно-Колымской системы в позднем мелу сформировался Аркагалинский бассейн. В кайнозое формирование угленосных структур происходило на территории мезозоид (Сеймчано-Буюндинский, Лаптевско-Янский бассейны), кайнозоид (Пенжинский, Анадырский, Беринговский бассейны) и Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (Авековский и Охотский бассейны).

В последние десятилетия тектоническое развитие региона все чаще рассматривается с позиций концепции плитной тектоники. В этих работах пересматриваются вопросы развития миграции складчатости в регионе, а также увязывается история тектонического развития территории Северо-Востока в мезозое с процессами становления и наращивания континентальной коры. Согласно современным плитотектоническим представлениям геологическое строение рассматриваемого региона определяется сочетанием двух главных тектонических единиц: Верхояно-Чукотской тектонической области и Корякско-Камчатского орогенического пояса. Тектоническая структура первой была сформирована в интервале юра - средний мел в результате последовательной аккреции к Сибирской платформе ряда тектоно-стратиграфических террейнов (Богданов, Тильман, 1992; Натальин, Борукаев, 1991; Натальин, Фор, 1991; Парфенов, Ноклеберг, Ханчук 1995). Корякско-Камчатский орогенический пояс, сформированный в результате аккреционных процессов в среднем мелу, образован сложными пакетами тектонических покровов (Александров, 1978; Богданов, Тильман, 1992; Вишневская, Филатова, 1992; Руженцев и др. 1982; Соколов, 1992; Parfenov et.al, 1993). Обе главные тектонические структуры перекрыты верхнемеловым Охотско-Чукотским окраинно-континентальным вулканическим поясом и <сшиты> поясами гранитоидных батолитов.

По мнению автора споры между сторонниками фиксистских и мобилистских направлений, при решении вопросов о генетической природе угольных бассейнов Северо-Востока, принципиального значения не имеют, так как с позиций мобилизма осадочно-угольные мезо-кайнозойские бассейны региона представляют из себя <перекрывающие> комплексы и их формирование происходило уже после слияния (амальгамации) массивов суши, т.е. после формирования складчатых структур региона. В связи с этим в настоящей диссертации за основу тектонического районирования взят принцип обособления региональных тектонических структур по возрасту заключительной складчатости, а в вопросе стадийности развития земной коры принята фиксистская модель, в которой выделяются три стадии: геосинклинальная, орогенная и платформенная.

В диссертации приводится характеристика всех известных на Северо-Востоке России угольных бассейнов, площадей и месторождений, начиная с более древних - позднеюрских (Омолонский и Челомджинский бассейны). По каждому объекту последовательно рассмотрены стратиграфия, тектоника, магматизм, геологическое строение, литологический состав пород, угленосность, петрографический состав углей, их качество и степень метаморфизма, количество запасов и ресурсов угля.

Анализ индивидуальных характеристик угольных бассейнов и вещественно-структурных особенностей угленосных отложений Северо-Востока позволил сделать вывод о том, что последние представлены исключительно молас-
совыми комплексами (формациями). Кроме того, проведенный анализ позволил сформулировать их типовые характеристики и составить тектоно-генетическую классификацию (таблица 1).

До настоящего времени вопрос с классифицированием многочисленных угольных бассейнов, площадей и месторождений Северо-Востока России остаётся слабо разработанным. Частично данный вопрос рассматривался в работах Г. Г. Попова [1962], Н. И. Погребнова [1980], Н. В. Иванова [1987] и В.М.Богомазова [2001]. 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.

В основу разработанной автором классификации угольных бассейнов 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. Показано, что практически все угольные бассейны Северо-Востока России сформировались на орогенной стадии развития земной коры. В связи с этим в зависимости от стадии тектонического развития территории Северо-Востока России выделена одна тектоно-генетическая группа бассейнов - орогенная. Геосинклинальная же стадия, характеризующаяся накоплением подводных, преимущественно кремнисто-вулканогенных, граувакковых и флишевых формационных комплексов, в предлагаемой классификации не выделена, поскольку углеобразование для неё не свойственно. 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-Янский бассейн), включены в орогенную группу бассейнов.

В основу выделения бассейнов (формаций) орогенной группы положено представление Е.Е.Милановского (1968) о нижне-и верхнемолас-
совой формациях, соответствующих ранне-и позднеорогенной тектоническим стадиям. Нижнемолас-
совые формации более разнообразны по составу и степени дислоцированности. В одних случаях в них преобладают континентальные терригенные отложения (Зырянский бассейн), в других (Анадырский и Беринговский бассейны) - морские терригенные осадки, в третьих (Пенжинский бассейн) развиты существенно туфогенные и терригенно-туфогенные образования. Нижнемолас-
совые комплексы по сравнению с верхнемолас-
совыми обычно смяты в более напряженные складки. Верхнемолас-
совые комплексы сложены чаще всего континентальными и прибрежно-континентальными отложениями.

Приуроченность угольных бассейнов к различным по геотектоническому положению и строению впадинам и прогибам позволила выделить три класса бассейнов: окраинных вулканических поясов, жестких блоков и складчатых областей. Наиболее характерными материнскими палеоструктурами угольных бассейнов на жестких блоках и в вулканогенном поясе являлись соответственно наложенные приразломные и вулканотектонические впадины, в своем возникновении и развитии непосредственно не связанные с геосинклинальной предисторией складчатой области. Сложены такие структуры чаще всего верхнемолас-
совыми комплексами пород и осложнены относительно простой складчатостью и разрывными нарушениями преимущественно сбросового характера. Мощность угленосных отложений в них чаще всего невелика - первые сотни метров; количество угольных пластов - до десяти; степень метаморфизма углей невысока - от бурых до газовых. Бассейны класса складчатых областей по характеру материнских палеоструктур более разнообразны. Здесь наряду с наложенными впадинами мезозойской области выделяются орогенные наложенные прогибы, наложенно-унаследованные рифтогенные и внутрискладчатые прогибы. Основными диагностическими признаками бассейнов, приуроченных к наложенным впадинам мезозойской складчатой области являются: моноформационный характер отложений; относительно небольшая (первые сотни метров) их мощность, континентальный генезис, горизонтальное или пологоволнистое 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-Янского, Сеймчано-Буюндинского, Зырянского, Аркагалинского и других бассейнов.

Основное участие в строении бассейнов остальных типов класса складчатых областей принимают нижне-и верхнемолас-
совые комплексы мелового, палеогенового и неогенового возраста и, нередко, также подстилающие их формации предшествующей геосинклинальной стадии развития (Зырянский, Анадырский, Беринговский и другие бассейны). Многоярусное строение таких бассейнов выражено весьма отчетливо. В большинстве своем они являются полиформационными. Для них характерны значительная мощность молас-
совых отложений (до 6-7 км), большое количество угольных пластов (до 100 и более), преимущественно тонких и средней мощности, высокая степень метаморфизма углей (до Т и А).

Таким образом, в пределах рассматриваемой территории выделяются (1-е защищаемое положение): в зависимости от стадии тектонического развития - одна группа бассейнов - орогенная; по положению в геоструктурах - три класса бассейнов: складчатых областей, вулканических поясов, жестких блоков; по характеру материнских палеоструктур - шесть типов бассейнов: наложенных приразломных и наложенных вулкано-тектонических впадин, наложенных впадин мезозойской области, орогенных наложенных прогибов, наложенно-унаследованных рифтогенных и наложенно-унаследованных внутрискладчатых прогибов.