КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА[10]
Каменноугольные отложения выходят на дневную поверхность довольно широкой полосой, идущей вдоль южной и западной окраин Московской синеклизы. Внешнюю зону выходов слагают терригенные угленосные толщи визейского яруса, несогласно лежащие на различных горизонтах турнейского яруса и на девонских отложениях.
Останцы верхних слоев турнейского яруса, наблюдаемые в их подошве, содержат небольшие внутриформационные несогласия, но в целом с подстилающими их более широко распространенными нижними горизонтами яруса (озерской толщей и хованскими слоями) составляют единое геологическое тело с отложениями девона. Подошва каменноугольных отложений в принятом ее положении (Стратиграф. схема, 1965 г.) следует согласно за структурным рисунком слоев девона.Терригенные породы визейского яруса в соответствии с уклоном синеклизы постепенно сменяются визе-намюрскими карбонатными толщами. За ними следует более узкая полоса распространения верейских красноцветных отложений с редкими останцами башкирского яруса в их подошве — карбонатных на эрозионных выступах и терригенных в руслах древних долин. Внутреннюю часть полосы карбона слагают карбонатные толщи московского яруса и верхнего отдела.
В наиболее погруженной, осевой, зоне синеклизы каменноугольные слои перекрыты пермскими отложениями, в окраинной зоне на них трансгрессивно залегают мезозойские толщи.
Полная мощность карбона колеблется от 450 до 600 м. Глубина залегания кровли в месте наибольшего погружения достигает 700—900 м.
Каменноугольные отложения, развитые в Подмосковье, являлись объектом многочисленных геологических исследований. Разработанные при их изучении стратиграфические схемы и палеогеографические построения послужили эталоном для расчленения и интерпретации разрезов карбона во многих других районах страны.
Первые описания каменноугольных слоев в Подмосковье относятся к концу XVIII века и в основном были связаны с поисками бурого угля в этом районе.
В 1809—1831 гг. Г. И. Фишер Вальдгейм (Fischer de Waldheim, 1837) описал найденные в известняках карбона многие ископаемые, установил присутствие ратовкита. В результате все расширявшихся геологических исследований каменноугольных отложений, охвативших Тверскую, Владимирскую, Тульскую и Калужскую губернии (Гельмерсен, 1841; Мурчисон, 1841; Оливьери, 1842, 1844; Кейзерлинг, 1842; Пандер, 1846; Рулье, 1845), были составлены первые сводные описания карбона Европейской части России (Мурчисон, Вернейль, Кейзерлинг, 1846—1849). В середине XIX века началось систематическое изучение угленосных отложений (Оливьери, 1840, 1844; Романовский, 1854, 1861; Пандер, 1858; Ауэрбах, Траутшольд, 1860; Гельмерсен, 1861, 1882; Щуровский, 1866а) и появились схемы стратиграфии вмещающих их карбонатных толщ нижнего карбона (Романовский, 1854—1863), а позднее в 1867 г., вышел первый обстоятельный обзор проведенных исследований (Г. Е. Щуровский).Продолжались исследования карбона в Тульской, Московской, Калужской, Смоленской, Ярославской, Тверской и Новгородской губерниях (Романовский, 1863, Гельмерсен, 1867; Щуровский, 1867, 1870;
Траутшольд, 1870а, 18706; Дитмар, 1870, 1871, 1873; Барбот-де-Марни, 1872). Пограничные слои с девоном были описаны П. П. Семеновым и В. И. Меллером (1864).
В 80-х годах А. О. Струве составил геологическую карту и дал обстоятельное описание нижнекаменноугольных отложений Подмосковного бассейна. В это же время была детально изучена фауна малевко- мураевнинского яруса (Венюков, 1884). Немного позже были опубликованы 57 лист геологической карты России и описание каменноугольных отложений Подмосковного края, составленные С. Н. Никитиным (1890а, 18906). Изложенная этим исследователем схема стратиграфии средне- и верхнекаменноугольных отложений в основных чертах сохранилась до наших дней, подвергшись лишь детализации. Г. Петц опубликовал описание отложений и фауны малевко-мураевнинского яруса (1892, 1893, 1895).
В начале XX века публикуются очерки о каменноугольных отложениях Малоярославецкого уезда (Боголюбов, 19046) и Тверской губернии (Хименков, 1909), К.
И. Лисицын в 1911 г. подробно охарактеризовал нижние горизонты карбона и дал их параллелизацию с английским карбоном.Крупным событием в истории изучения карбона явился выход монографии М. Д. Залесского в 1914 г., в которой были проанализированы все имевшиеся литературные данные о составе, строении и условиях образования углей и дана палеогеографическая схема формирования подмосковных углей, ставшая классической. Главнейшие геологические особенности строения и условия залегания угольных пластов и вмещающих их отложений в эти же годы охарактеризованы М. М. Приго- ровским (1915, 1918). Позднее, исходя из трансгрессивного залегания угленосной толщи, замеченного А. Д. Архангельским (1922), Г. Ф. Мир- чинк (1924) нарисовал стройную картину формирования угленосных толщ в континентальных условиях, которая легла в основу почти всех позднейших палеогеографических построений карбона. Вновь подверглись исследованию подстилающие их отложения (Наливкин, 1925; Лисицын, 1925). М. С. Швецов (1924) и В. Г. Хименко (1927) описали следы перерыва в основании среднего карбона (в Московской и Тверской губерниях), выявленного ранее Н. Н. Боголюбовым, и предложили более детальные схемы стратиграфического расчленения нижнего карбона для южных и северных районов края. Строение средне- и верхнекаменноугольных отложений исследовалось А. П. Ивановым (1926).
В начале 30-х годов появились петрографические работы, посвященные каменноугольным отложениям. Были исследованы отложения московского и гжельского ярусов (Смирнов, 1930; Теодорович, 1931; Назарян, 1937) и разрез озерско-хованской толщи в Бобриковской скважине (Крестовников, Терентьева 1933). Знания о строении каменноугольных отложений стали быстро пополняться при составлении геологических карт описываемой территории (Швецов, 1932; Болховитинова 1932; Преображенский, 1933; Хименков, 1934; Иванов и Иванова, 1936- Козлова, 1939; Даныпин, 1936, 1941 и др.). ’
Способствовали накоплению новых данных многие из проводившихся в 30-е годы и позднее работы, связанные с поисками различных полезных ископаемых (сборник под ред.
В. С. Яблокова; Корженевская, 1932; Викулова, 1932, 1935; Зхус, 1955, 1956; Земятченский, 1923; Архангельский, 1933; Вишняков, 1935, 1948; Казаков, 1936; Белоусов, 1939; Швецов, 1940а; Трубина, 1958; Сошникова, 1961; Пустовалов, ’ 1933’ 1937; Епифанов, 1961; Зайцев, 1936; Розанов, 1952; Чельцов, 1961; Пичугин, 1962, 1967; и др.). В конце 30-х годов скважины углеразведки обнаружили под чернышинскими известняками новый стратиграфический горизонт — агеевскую песчано-глинистую толщу (Москвин, 1947).Вопросы стратиграфии, фауны и литологии средне- и верхнекаменноугольных отложений Московской области в 30-е годы были подробно освещены в монографии А. П. Иванова и в работах других палеонтологов (Иванов, 1936; Иванов, Иванова, 1935, 1937; Добролюбова, 1935, 1937; Кабакович, 1937; Семихатова, 1941; Розовская, 1940, 1941; Шуль- га-Нестеренко, 1942). В исследованиях стратиграфии и условий отложения угленосных и известняковых толщ нижнего карбона в Подмосковье в эти годы ведущим стал литологический метод с применением петрографического и минералогического анализов (Швецов, 1922, 1934а, б; Богданова, 1932, 1940; Швецов, Бирина, 1935; Брунс, 1935, 1939, Уль- мер, 1935, 1938; Бирина, 1938, 1941; Попов, Лучицкий, 1938; Котлуков, 1939; Корженевская, 1941). Большое внимание уделялось слоистости как критерию генезиса осадков (Жемчужников, 1926; Жемчужников и др., 1940; Брунс, 1940; Бирина, 1940) и влиянию древнего рельефа на угленакопление (Бирина, 1935 г., 1941).
Детальное изучение фауны и литологии, проводившееся в эти же годы, позволило выяснить соотношение угленосных и карбонатных толщ нижнего карбона южного и северо-западного крыла Подмосковного бассейна (Богданова, 1929; Сарычева, 1933а; Геккер, 19386; Янишев- ский, 1935а, 19356; Форш, 1935; Михайлов, 1935; Железкова, 1938; Бирина, 1938), уточнить стратиграфию карбонатных толщ нижнего карбона (Швецов, Сарычева, 1927; Швецов, 1934а, б; Семихатова, 1936;
Железкова, Конжукова, 1939). На основе спорово-пыльцевого анализа и петрографических исследований углей (Наумова, 1934, 1939) в эти годы была разработана их генетическая классификация (Наумова, 1940).
Изучалось строение угольного пласта и вмещающих отложений (Пригоровский, 1931; Яблоков и др., 1936; Яблоков, 1937; Пистрак, Яблоков, Шахов, 1938), проводилось палеоэкологическое изучение карбонатных толщ нижнего карбона (Геккер, 1938а, 1940). Предварительные данные по всем этим исследованиям были обсуждены на Первом, совещании по Подмосковному бассейну (1935).С целью выяснения закономерностей строения древнего рельефа известнякового фундамента, влиявшего на угленакопление, с 1939 г. стало вновь проводиться петрографическое изучение пограничных слоев девона и карбона на всей территории южного крыла (Бирина, 1944, 1948а) и изучалась фауна этих отложений (Сокольская, 1940, 1941). Сводка данных по геологии подмосковного карбона на 1937 г. дана в Трудах XVII Международного геологического конгресса (Пригоровский, 1939; Швецов, Сарычева, Яблоков, Иванова, Ульмер, 1937; Болховитинова, 1939; Котлуков, 1939; Богданова, 1939) и в книге М. С. Швецова (1938).
В конце 30-х годов много нового для познания каменноугольных отложений внесло исследование керна глубоких скважин в Москве и на юге Окско-Цнинского вала (Швецов, Бирина, Елина, Хворова, 1938 г., Швецов, 19406, 1940в). В последующем глубокое бурение с нефтепоисковыми задачами, сопровождавшееся бурением структурных скважин, распространилось на северные участки вала, на отдельных участках была поставлена геолого-структурная съемка (Туруновский, Утехин, 1938 г.; Соловьев, 1939—1940 г., Бирина, Соловьев, Скворцов, и др., 1940 г.). Естественные выходы и фауну каменноугольных отложений в Касимовском районе изучали Е. А. Иванова (1936), Ю. П. Карпинский (1937), И. В. Хворова (1940г., 1948), Д. М. Раузер-Черноусова (1941) и Л. М. Бирина (1942г., 1949а).
Период сороковых годов в Подмосковном бассейне характеризовался быстрым накоплением конкретного материала по геологии юго-западных и западных участков южного Подмосковья (Волков, 1947; Корженевская, Котлуков, 1946г.) и по петрографии углей. Ряд работ в эти годы был посвящен рассмотрению общих закономерностей и условий накопления угленосных отложений (Раузер-Черноусова, 1947; Лучицкий, 1947; Жемчужникова, 1947; Ульмер, 1947; Широков, 1947, 1948), изучению фораминифер чернышинских отложений (Липина, 1948), разработке стратиграфии визейского и намюрского ярусов по фауне фораминифер и выяснению границ системы (Раузер-Черноусова, 1943, 1948а, б; Раузер-Черноусова, Рейтлингер, 1956), биостратиграфии среднего и верхнего отделов Подмосковной котловины (Иванова, 1947, 1948), петрографическим исследованиям каширского горизонта вблизи Ржева и Старицы (Маслов, 1945).
А. С. Корженевской подробно охарактеризованы турнейские и окские отложения западного крыла (1947 г.). Л. М. Бириной в эти годы опубликованы данные о петрографии и условиях седиментации отложений, пограничных с девоном, впервые предложено положение границы систем в подошве бисферового известняка и составлена геологическая карта турнейского континента в южном Подмосковье (Бирина, 1947 г., 1948а, 19486, 19496, 1951).В северо-западной части бассейна С. Г. Вишняковым (1948) исследован докарбоновый рельеф. М. С. Швецов в 1948 г. опубликовал сводное описание Центральных районов. В эти же годы было начато исследование остракод (Познер, 1951; Назарова, 1951 и др.).
Накопившийся к концу 40-х годов материал по литологии, фациям и тектонике каменноугольных отложений был обобщен в монографии Р. М. Пистрак (1950), в атласе литолого-фациальных карт платформы (Познер, 1952), в статьях Л. М. Бириной (1949а, б, в), в определителях фауны брахиопод (Сарычева, Сокольская, 1952) и фузулинид (Раузер- Черноусова и др., 1951) и др.
С началом опорного бурения в 50-е годы выявились новые черты палеогеографии Московской синеклизы (Семихатова, 1951, 1953; Бакиров, 1951; Бирина, 1953а; Швецов, 1954; Познер, 1952 г.; Петровская, 1951; Семихатова, Сытова, 1951; Семихатова, Елина, 1958; Елина, 1959; Бузинова, 1956; Люткевич, Станкевич, 1955; Ильина и др., 1958; Нечитайло и др., 1957; Копелиович, 1951 и др.), появились первые данные по строению озерско-хованской толщи в осевой части синеклизы (Бирина, 1957). Продолжались исследования остракод турнейского яруса (Занина, 19566; Самойлова, 1957, 1959), остракод и фораминифер ви- зейского яруса (Познер, 1951; Шлыкова, 1951; Ганелина, 1951, 1956; Самойлова, Смирнова, Фомина, 1954), монографически исследовались брахиоподы, мшанки (Сарычева, 1947, 1949; Семихатова, 1948; Шульга- Нестеренко, 1951, 1955; Сокольская, 1954), в пограничных слоях с девоном были изучены проблематичные сферы и другие микроскопические остатки (Рейтлингер, 1957, 1960; Самойлова, 1955, 1957; Самойлова, Смирнова, 1960).
Начало 50-х годов характеризовалось дальнейшим ростом углепетрографических и стратиграфических исследований угольных пластов, разработкой их детальной корреляции по комплексу спор и пыльцы (Умнова и др., 1955; Делекторская и др., 1955 и др.). Данные о строении угленосных отложений в новых участках разведок были обобщены в трудах Второго совещания по Подмосковному угольному бассейну (Яблоков, Виноградов, 1955; Яблоков, 1957; Волков, 1957; Заварзина, 1957; Юшко, Недошивина, 1957; Юшко, 1959 и др.), в Трудах Лаборатории геологии угля (Котлуков, 1956; Шульга, 1956 и др.), в трудах Научно-технической конференции ГУЦР 1958 г. (Волков, Шульга, Тихомирова, Михайлова и др.). Продолжались литологические и петрографические исследования яснополянских отложений (Михайлова, 1954, 1956, 1957) и известнякового фундамента (Гомберг, 1958; Тихомирова, 19586; Блох, 1958), изучение стратиграфии, петрографии, генезиса, а также фауны фораминифер, брахиопод, кораллов и мшанок среднего и верхнего карбона (Саркисян, Хворова, 1949; Хворова, 1949а, 19496; Рейтлингер, 1950; Розовская, 1950; Рейтлингер и др., 1954; Добролюбова, 1948; Иванова, 1948). На базе детальных петрографических и палеоэкологических исследований было дано монографическое описание стратиграфии, палеогеографии и фауны этих отложений (Хворова, 1953; Иванова, Хворова, 1955; Раузер-Черноусова и др., 1954) и составлен атлас карбонатных пород (Хворова, 1958). Детальное расчленение и литологическая характеристика карбонатных отложений московского яруса, их физико-механических свойств и химического состава приведены в сводке 1951 г. Н. А. Плотниковой, В. Я. Степанова и В. И. Кочетовой. Карбонатные породы и кремнистые образования в них, а также минеральный состав терригенных пород на территории северозападного крыла охарактеризованы С. Г. Вишняковым (1953, 1956,
1958). Геологические материалы этого периода сведены в работах Б. М. Даньшина, Д. Н. Утехина, Е. Н. Александровой, Е. А. Петровой, В. К- Соловьева, А. И. Тепериной и Е. М. Пироговой.
Новые палеогеографические данные были использованы во втором издании «Атласа литолого-палеогеографических карт платформы»
Большую роль по анализу строения и фациальной обстановки накопления яснополянских отложений южного крыла провел Б. Г. Виноградов (1963). Детальные исследования спор и пыльцы позволили выделить в основании терригенных отложений нижнего карбона останцы Малиновской толщи (Умнова и др., 1960).
Л. А. Юшко (1960а) выделен комплекс спор, характерный для черепетских отложений. В эти годы начала вновь разрабатываться стратиграфия тульского горизонта (Фомина, 1960, 1962; Глико, 1963). Впервые в Центральных районах были выделены терригенные отложения башкирского яруса (Утехин, 1960).
Главнейшие геологические, петрографические и палинологические данные по углям и вмещающим их отложениям по каждому месторождению и бассейну в целом сведены в Атласе углей Подмосковного бассейна (Яблоков и др., 1962) и во II томе «Геологии месторождений угля и горючих сланцев СССР» (1962).
В конце 50-х и в начале 60-х годов снова преимущественно на основе новых данных по фауне обострилась дискуссия о положении нижней границы системы (Семихатова, 1958; Либрович, 1958; Чижова, 1956, 1960, 1964; Занина, 1961; Рейтлингер, 1959, 1963), нашедшая свое отражение в материалах Второго Всесоюзного стратиграфического совещания (1962, 1965). Усиленно обсуждалась и верхняя граница системы (Раузер-Черноусова 1960 и др.). В палеонтологических работах этого периода существенное значение приобрел анализ этапности в развитии фауны (Раузер-Черноусова, 1963; Липина, 1963; Рейтлингер, 1963, 1965; Шульга-Нестеренко, 1960; Чижова, 1964 и др.).
Очень много для познания стратиграфии, литологии и фациальных изменений среднего и верхнего отделов каменноугольных отложений дали геологосъемочные среднемасштабные работы ГУЦР (Абрамов,
1962 г.; Алехин, 1967 г.; Апполлонова, 1963 г.; Балашкова, Побединская, Карцева, 1963 г.; Большакова, Гаврилова, 1963 г.; Бородин, Родионова, 1961 г.; Дворцов, Родинова, 1965 г.; Гольц, Смурова, Цикулькина,
1963 г.; Головко, 1963 г.; Гоффеншефер, Лаврович, 1963 г.; Гоффенше- фер, 1964 г.; Ефимова, Карцева, 1957 г.; Крылова, 1964 г.; Кузнецов,
1964 г.; Жаке, 1965 г.; Журавлев, Кордун, 1958 г.; Кудрявцева, 1959 г.; Лаврович, 1965 г.; Лопатникова, 1961 г.; Немировская, 1965 г.; Махли- на, Семенова, 1962 г.; Потехин, 1965 г.; Рождественская, Бреслав, 1963 г.; Рычагова, Сизова, 1964 г.; Семененко, 1966 г.; Симонова, 1964 г.; Семенов, 1960 г.; Смирнов, 1966г.; Смирнов, 1966 г.; Соколова, 1959 г.; Фрухт, 1959 г.; С. Шик, 1957 г.; Е. Шик, Васькова, 1964 г.; Шибалин, 1959 г.; Шипилов, 1966 г.; Яковлев, 1958 г.; Яцкевич, 1961 г.).
В начале 60-х годов было получено много новых данных о карбоне по материалам скважин глубокого бурения, а также структурных, разведочных и параметрических, в том числе Некрасовской (В. А. Васильев, В. М. Еремина), Переславль-Залесской (Г. В. Войвиченко), Краснохолмской (В. А. Васильев, Т. А. Никитина), Максатихинских (М. Ф. Арькова, Л. Зотова, Ю. Т. Кузьменко, К. Ю. Волков), Кувши- новской, (Б. Н. Розов), Бежецких (Т. И. Столярова), Тутаевской (А. И. Галкин, Е. А. Фетищева), Расловской (Л. М. Бирина), Оболсу- новской (Т. А. Никитина), Шатурской (В. М. Еремина), Тумской (И. Б. Савчук), Скородумовской (Е. А. Фетищева), Щелковских (А. А. Мастерков), Кашинских (В. В. Штильмак), Касимовской (В. К- Каминский), Сходненской (Е. В. Фомина), Архангельской (Е. В. Фомина).
В последние годы детальному петрографическому и палеоэкологическому изучению были подвергнуты окско-серпуховские карбонатные 13 Зак, 861
толщи (Осипова, Бельская, 1965а, 19656, 1967; Фомина, 1969; Иванова, Розовская, 1967).
В 1967 г. подробная литологическая и петрографическая характеристика карбонатных отложений карбона Московской, Калужской и Смоленской областей в 25 эталонных разрезах была дана М. С. Пичугиным. В том же году Е. А. Ивановой и С. Е. Розовской вновь был поднят вопрос о неправомерности объединения касимовских и гжельских отложений в один ярус и дано расчленение их на горизонты.
В заключение следует отметить, что история развития взглядов на строение и условия накопления каменноугольных отложений описываемой территории обстоятельно рассмотрена в монографии В. С. Яблокова (1967), в приведенных в настоящей работе табл. 6—9 показано- развитие представлений о стратиграфии карбона.