Карагандинский угольный бассейн

Введение 

 

Карагандинский угольный бассейн расположен в Карагандинской области. Он вытянут в широтном направлении на 120 км, при ширине 30 км. Площадь бассейна составляет 3600 км2, из них на долю угленосных отложений карбона приходится около 2000 км2.

В северной части бассейна находится крупный промышленный и областной центр – г. Караганда, который имеет железнодорожную связь с Сибирской магистралью, Магнитогорском, со всеми основными районами Целинного края, с Джезказганским, Атасуйским, Прибалхашским, Шетским и Каракаралинским рудными районами, а также с центром Казахстана –г. Алматой.

Карагандинский бассейн – самый крупный в республике. Он дает около 60% добычи угля Казахстана, являясь основной топливно-энергетической базой предприятий и железных дорог не только Казахстана, но также Южного Урала, Западной Сибири и республик Средней Азии.

В промышленном и геологическом отношении Карагандинский бассейн делится на четыре района: Тентекский и Чурубай-Нуринский, находящийся в западной его части, Карагандинский, расположенный в центре бассейна, и Верхне-Сокурский на востоке.

Карагандинский промышленный район разведан наиболее полно; здесь сосредоточено основное количество действующих шахт. Верхне-Сокурский район не перспективен для освоения и большой глубины залегания; ведется разведка бурых углей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Стратиграфия

 

Карагандинский бассейн в структурном отношении приурочен к западной части одноименного синклинория, вытянутого в широтном направлении. В его строении принимают участие породы разнообразного возраста и происхождения. При этом характерной чертой района является четко выраженная зональность фаций, обусловленная принадлежностью северной части района к областям каледонской складчатости, в то время как юг района характеризовался геосинклинальным режимом на протяжении всего герцинского цикла. К зоне сочленения названных областей приурочена мощная серия вулканогенных пород девона. Разрез фаменского, и визейского и турнейского ярусов сложен карбонатными породами незначительной мощности. Выше располагается мощный разрез угленосной формации среднего и верхнего палеозоя. Более поздние континентальные образования представлены угленосными юрскими, а также кайнозойскими отложениями.

 

 

Палеозойская группа

Девонская система

Значительную часть окраин Карагандинского бассейна слагают образования девонской системы, характеризующиеся пестротой состава и фациальной изменчивостью. Последнее объясняется своеобразием положения описываемой территории в общем структурном плане Центрального Казахстана в девонское время.

 

 

Фаменский ярус (D3fm)

Отложения фаменского яруса трансгрессивно с угловым несогласием, местами довольно резким, залегают на различных горизонтах эффузивно-обломочной толщи девона, а иногда даже на породах ордовика.

Сульциферовые слои  (D3fm2sl). Отложения мейстеровских слоев постепенно сменяются в одних случаях грубослоистыми, плотными, тонкокристаллическими темно-серыми известняками с большим количеством кремниевых стяжений; в других – тонкослоистыми комковатыми известняками зеленовато-серого цвета, переходящими в кирпично-красные и розовые известняки.

В брахиоподовой фации сульциферовые слои развиты в основном в пределах северного борта Карагандинского бассейна, где они представлены плотными известняками темно-серого цвета с кремнистыми стяжками, которые обусловливают комковатую текстуру. В зоне выветривания известняки приобретают желтоватый цвет. Известняки органогенные, с примесью глинистого материала, иногда органогенно-обломочные, состоящие из обломков раковин брахиопод, остракод, криноидей. Промежутки между ними выполнены глинисто-карбонатным или карбонатным материалом. Иногда глинистого материала так много, что правильнее породу назвать мергелистым известняком.

Мощность 60м.

 

 

Каменноугольная система

Нижний отдел

Турнейский ярус

 

Сокурский горизонт (C1t1sk). Карбонатные отложения сульциферовых слоев постепенно сменяются карбонатно-глинистыми породами сокурского горизонта, представленными мергелями, глинистыми известняками и кремнисто-глинистыми сланцами.

Мергели тонкослоистые, плитчатые, оранжевого и желтого цвета с характерной текстурой, напоминающей кольца Лизегенга. Коренных выходов они не дают и прослеживаются на поверхности в виде элювия. Структура мергелей пелитоморфная. Порода сложена в основном кремнистым, реже карбонатным и глинистым материалом. Изредка отмечается обломки кварца пелитовых и алевролитовых размеров. Встречаются реликты организмов.

Известняки тонко- и микрозернистые, глинистые, плотные, неслоистые, серого и темно-серого цвета, состоят из неправильных зерен карбоната(0,05-0,15 мм), промежутки между которыми заполнены глинисто-слюдистым агрегатом с редкими угловатыми алевритовыми частичками кварца и альбита.

Мощность 50м.

Кассинский горизонт(C1t1ks). Мергелисто-сланцевые породы сокурского горизонта выше по разрезу сменяются известняками различных типов, мергелями, кремнисто-глинистыми сланцами и алевролитами кассинского горизонта.

Известняки органогенные, разнозернистые, часто перекристаллизованные. Структура их гранобластовая, криптокристаллическая, радиально-лучистая, сферолитовая, неравномернозернистая. Отмечается очень много обломков мшанок, криноидей, а также раковин брахиопод и остракод. Часто порода окремнена или замещена кальцитом. В известняках встречаются алевролитовые частицы кварца, альбита и кремнистых пород, а также глинистый материал.

Кремнисто-глинистые сланцы и мергели по составу аналогичны описанным в сокурском горизонте. Мергели кассинского горизонта отличаются от мергелей сокурского почти полным отсутствием слоистости.

Алевролиты состоят из плохо окатанных обломков кварца и плагиоклаза размером от 0,02 до 1 мм. Цемент карбонатно-глинистый, иногда хлоритизированный, сильно окремненный, базального типа. В нем содержатся редкие обломки пепловых частиц.

Мощность 60м.

 

Визейский ярус

Нижний подъярус

 

Аккудукская свита (C1v1ak)  выделена в 1931 г. Д.Н. Бурцевым. Породы аккудукской свиты, довольно широко распространенные на крыльях Карагандинского синклинория, почти не имеют естественных обнажений, исключая мелкие высыпки, встреченные к югу от оз. Кичикинекуль, а также небольшие выходы как в северо-восточной и центральной частях Верхне-Сокурского района, так и в южной части.

Аргиллиты обычно черные и темно-серые, с тонкочешуйчатой структурой. Петрографическое изучение показало, что в основном они слагаются пелитоморфной глинистой массой, окрашенной в коричневатый цвет коллоидальным органическим веществом и испещренной точечными углистыми частицами.

Песчаники и алевролиты, различающиеся только размерами зерен, имеют полевошпатово-кварцевый состав с примесь обломков кремнистых пород. Обломки, хорошо отсортированы, но не окатаны. Цементирующая масса имеет глинистые, глинисто-кремнистые и слюдисто-кремнистый состав. Порода местами пятнисто окрашена гидроокислами железа и содержит отдельные их зерна.

Мощность 640м

 

 

Нижний – средний подъярус

 

Ашлярикская свита (C1v1ash) является нижней продуктивной свитой Карагандинского бассейна. По литолого-фациальным признакам, степени угленасыщенности и составу фауны ашалярикская свита расчленяется нами на три подсвиты: нижнюю, среднюю и верхнюю, связанные между собой постепенными переходами.

Мощность 575м

 

 

МЕЗОЗОЙСКАЯ ГРУППА

 

В основу стратиграфического расчленения мезозойских отложений положено наличие двух крупных циклов формирования осадков. В каждом цикле выделяются безугольные грубообломочные и угленосные пачки пород.

Первому циклу осадконакопления отвечают саранская (нижняя конгломерато-песчаниковая) и дубовская (нижняя угленосная) свиты, второму циклу— кумыскудукская (верхняя конгломерато-песчаниковая) и михайловская (верхняя угленосная) свиты.

 

 

Триасовая система, верхний отдел,

Рэтский ярус— юрская система,

Нижний отдел

 

Саранская свита (T3r — J1sr) с резким угловым несогласием залегает на разновозрастных отложениях палеозоя. Выходит на дневную поверхность в пределах северного крыла Карагандинской впадины в виде широкой полосы, начинающейся у пос. Байтам и прослеживающейся до пос. Волынка.

Свита сложена преимущественно средне- и крупногалечными конгломератами серого и зеленовато-серого цвета, грубозернистыми песчаниками и алевролитами, имеющими линзообразное залегание (рис. 10).

Мощность свиты обычно равна 30 — 140 м и лишь в районе Михайловского буроугольного месторождения, расположенного в центральной части Карагандинской впадины, достигает 230 м.

В западной части Карагандинской впадины, в районе пос. Дубовка, свита сложена преимущественно грубо- и среднегалечными (до 5 см) конгломератами с хорошо окатанной галькой, представленной порфиритами, кварцитами девона, реже песчаниками и алевролитами угленосной толщи карбона. Цемент конгломератов песчано-глинистый и глинистый. В основании саранской свиты залегает горизонт (мощностью 10—15 м) плотных конгломератов с известковым и кремнистым цементом.

Среди конгломератов имеются маломощные линзообразные прослои мелкозернистых плотных песчаников желтовато-бурого и желтовато-серого цвета, алевролитов и аргиллитов серого и темно-серого цвета с массой отпечатков обуглившихся растений, в большинстве случаев неопределимых. Мощность 108м.

 

Средний отдел

 

Кумыскудукская свита (J2km). Накопление пород кумыскудукской свиты знаменует начало второго крупного цикла осадконакопления. Онa с размывом и небольшим угловым несогласием залегает на отложениях дубовской и саранской свит, а в районе Майкудукского поднятия, разделяющего в северной части бассейна Карагандинскую и Верхне-Сокурскую впадины, на отдельных площадях Кумыскудукского участка — на девонских вулканогенных образованиях и на угленосном карбоне. Выходы ее на дневную поверхность имеют широкое распространение в пределах северного, западного и южного крыльев Карагандинской впадины и по северному, восточному юго-восточному крыльям Верхне-Сокурской впадины. Для свиты характерна резкая фациальная изменчивость. Сложена она в основном мелко- и среднегалечными конгломератами, песчаниками, реже алевролитами и аргиллитами маломощными линзообразными прослоями бурых углей. Мощность свиты с 30 до 250 м. На северном крыле Карагандинской впадины (в северной части промышленного участка) кумыскудукская свита сложена мелкогалечными конгломератами и песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов. Конгломераты преобладают в низах разреза. В верхней части свиты залегает маломощный (до 0,5 м) пласт бурого угля.

В южном направлении в сложении свиты возрастает роль конгломератов увеличивается общая ее мощность. В средней части впадины уже резко преобладают грубообломочные породы, а мощность доходит в среднем до 80— 15 м, изредка даже до 135 м.

По западному крылу впадины (на Дубовском участке) конгломераты вновь частично замещаются песчаниками и здесь в составе свиты преобладают мелкозернистые песчаники, алевролиты и аргиллиты. Средняя мощность свиты соответственно уменьшается до 40—50 м.

На южном крыле Карагандинской впадины (в пределах Талдыкудукского частка) в нижней части свиты преобладают крупногалечные конгломераты маломощными прослоями песчаников и аргиллитов, а в верхней — аргиллиты и алевролиты. Мощность свиты 50 м. У восточных подножий сопки Конурадыр в разрезе свиты появляются красноцветные крупногалечные конгломераты, которые далее на восток (в пределах Акжарского прогиба и юго-западной части Верхне-Сокурской впадины) слагают значительную часть кумыскудукской свиты.

В пределах северного и северо-восточного крыльев Верхне-Сокурской падины (Западный, Кузнецкий и северная часть Кумыскудукского участка) кумыскудукская свита сложена преимущественно конгломератами. В основа- пи свиты здесь залегают крупногалечные и валунные конгломераты, в средней и верхней частях — мелко- и среднегалечные конгломераты. Галька и валуны имеют различный характер окатанности.

Мощность 158м дубовская, 96 кумыскудукская

 

Кайнозойская группа

Неогеновая система

 

Павлодарская свита (N12-3 –N21-2рv). Выше серо-зеленых глин аральской свиты залегают красно-бурые песчанистые глины с гипсом, выполняющие древние долины рек Нуры, Шерубай-Нуры, Теректы и обширные межсопочные понижения к западу и востоку от гор Теректы, в верховьях р. Карагандинки, а также в пределах южного борта бассейна.

Павлодарская свита представлена двумя толщами. Нижняя мощностью 8—10 м состоит из песков, нередко грубозернистых, с галькой, а верхняя 6—7-метровая толща сложена монотонными песчаными глинами и алевритами зеленовато-серого и бурого цвета с большим количеством известково-мергелистых конкреций. Возраст гиппарионовой фауны Гусиный Перелет большинством исследователей датируется верхним миоценом — нижним плиоценом.

Красноцветная неогеновая толща Карагандинского угольного бассейна по своему характеру ближе к свите красно-бурых глин в Северо- Западном Приаралье. Она представлена глинами красных, коричневых и бурых оттенков, с прослоями и линзами песчано-галечных отложений. Глины плотные, при увлажнении набухают, становятся вязкими и липкими, при высыхании — комковатыми, похожими на суглинок. В отличие от глин аральской свиты красно-бурые глины характеризуются меньшей загипсованностью; кристаллы гипса и скопления их редки. Окислы железа и марганца в этих глинах также имеют меньшее развитие, чем в нижележащих, и чаще всего образуют лишь порошкообразные скопления. Кроме того, глины павлодарской свиты отличаются от серовато-зеленых наличием карбоната кальция не только в виде конкреций, но и в виде рассеянных мучнистых вкраплений. В общей массе описываемые глины карбонатные.