Бассейны и месторождения мезозойского возраста
На долю бассейнов и месторождений мезозойского возраста приходится 2,8 трлн. т общих геологических запасов, коксующиеся угли составляют около 100 млрд. т, а антрациты — только 120 млн. т, т. е. практически отсутствуют.
Основные бассейны мезозойских углей располагаются восточнее Урала, а главные бассейны Канско-Ачинский, Иркутский, Южно-Якутский, Ленский и Зыряновский расположены в районах Восточной Сибири. Среди мезозойских бассейнов также имеются различные структурно-тектонические типы.
Для примера ниже приводится описание Иркутского, Южно-Якутского и Канско-Ачинского бассейнов. Два первые расположены на Сибирской платформе, последний — своей восточной частью приурочен к Сибирской платформе, а» западной—к молодой Западно-Сибирской плите.
Иркутский бассейн расположен в юго-западной части Иркутской области. Он протягивается на 500 км вдоль северного склона Восточного Саяна от г. Нижнеудинска до оз. Байкал.
Средняя ширина бассейна около 80 км, а общая площадь его около 45 тыс. км2.
Бассейн приурочен к одноименному прогибу, расположенному в юго-западной части Сибирской платформы. На юго-западе прогиб примыкает к зоне сопряжения края дорифейской Сибирской платформы с байкальской складчатой зоной Восточного Саяна.
Стратиграфия. Фундаментом угленосных отложений бассейна служат толщи докембрия и нижнего палеозоя.
На размытой поверхности пород палеозоя несогласно залегают угленосные отложения юры. Они расчленяются на три свиты: нижнюю безугольную (заларинская свита) мощностью от 20 до 240 м, среднюю угленосную и верхнюю непромышленную (присаянская свита) мощностью от 0 до 370 м. Общая мощность юрских отложений колеблется от 30 м на северо-западе до 860 м на юго-востоке бассейна.
Иркутский бассейн.
Тектоническая схема (а) и геолого-структурный разрез (б) Иркутского бассейна: 1 — четвертичные отложения; 2 —угленосная формация; 3 — породы, подстилающие угленосную формацию (а — ннжнепалеозойские, 6 — протерозойские); 4 — изогипсы кровля до-юрского фундамента; 5 —крупные граничные разломы. в — сводный стратиграфический разрез Иркутского бассейна: 1 — галечники, конгломераты; 2 —пески, песчаники; 3~ алевролиты; 4 — аргиллиты; 5 — глины; б—углистые сланцы; 7 — уголь; 8 —известняки
Угленосные отложения на локальных участках несогласно перекрываются неогеновыми конгломератами и песками. Мощность их достигает 300 м. Четвертичные отложения представлены элювиальными, делювиальными, пролювиальными образованиями.
Тектоника. По общему тектоническому плану Иркутский бассейн относится к типу краевых прогибов. На его площади проявилась складчатость юрских отложений северо-западного направления. Наибольшая дислоцированность юрских пород наблюдается вблизи отрогов Восточных Саян, в центральной части бассейна отложения залегают почти горизонтально. Крупных дизъюнктивных нарушений не установлено. Мелкие смещения угольных пластов, наблюдаемые в горных выработках, большей частью связаны с карстом.
Угленосность и качество углей. Угленосность и качество углей мало устойчивы, угольные пласты имеют непостоянную мощность. В отдельных разрезах установлено до 11 рабочих пластов, которые иногда сближаются, образуя мощный пласт (Черемховское и Ново-Метелкинское месторождения). Мощность рабочих пластов изменяется от 0,7 до 30 м. Мощные угольные пласты имеют сложное строение и содержат от 4—6 до 17 породных прослоев. Угли в большинстве гумусовые каменные (марки Д и Г), в крайней западной части бурые. Вдоль северо-восточной части бассейна среди гумусовых углей широко распространены сапропелевые угли — богхеды.
Гумусовые угли однородные, полублестящие, почти исключительно клареновые. Сапропелиты однородны и бесструктурны. Качественные показатели каменных углей следующие: содержание влаги 14%, золы 10—12%, серы 0,5—8%, выход летучих 40—53%, теплота сгорания горючей массы 7300—8100 ккал.
Угли используются для энергетических целей и для получения моторного топлива. Малосернистые спекающиеся угли могут использоваться в шахте для получения металлургического кокса.
Общегеологические кондиционные запасы углей Иркутского бассейна составляют 31 млрд. т, разведанные 7,0 млрд. т.
Наиболее широко развита добыча углей открытым способом, что объясняется наличием мощных пластов угля и простыми инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями.
Канскр-Ачинский бассейн. Под Канско-Ачинским бассейном понимается широкое поле юрских угленосных отложений, распространенных на юге Западной Сибири. Площадь с неглубоким залеганием угленосных отложений около 50 тыс. км2.
В бассейне выделен ряд геолого-промышленных районов: Итат-Боготольский, Чулымо-Сережский, Балахтинский, Приенисейский, Рыбинский, Саяно-Партизанский и Абаканский. Каждый район приурочен к определенной тектонической структуре (рис. 75).
Стратиграфия. Стратиграфическое деление угленосной толщи различно для восточной (Канской) и западной (Ачинской) частей. В данном разделе описание стратиграфии дается в основном для Ачинской части бассейна, расположенной в краевой части Западно-Сибирской плиты.
В геологическом строении Канско-Ачииского бассейна принимают участие разнообразные комплексы пород от докембрийских до современных отложений. Они представлены осадочными и метаморфическими породами и вулканогенными образованиями.
Древние отложения — архейские и протерозойские сильно дислоцированы и метаморфизованы. Они слагают фундамент древней Сибирской платформы. Слабее дислоцированы и метаморфизованы палеозойские толщи, являющиеся фундаментом молодой Западно-Сибирской плиты.
Угленосную формацию слагают юрские отложения, которые залегают несогласно на размытой поверхности докембрийских и палеозойских пород и представлены рыхлыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами, песками, глинами и галечниками с подчиненными им пластами угля. Мощность юрских отложений колеблется в зависимости от рельефа фундамента от 120 до 1800 м. Накопление их происходило в континентальных условиях.
Юрские отложения Ачинской части бассейна расчленяются на три свиты: макаровскую, итатскую и тягинскую. Макаров-ская свита мощностью 50—100 м представлена грубообломочным материалом вплоть до конгломератов; в центральных частях бассейна преобладают песчано-глинистые отложения с пластами угля. Итатская свита сложена рыхлыми песчаниками, алевролитами и аргиллитами и содержит мощные пласты угля. Мощность свиты 160—570 м. В восточной части бассейна итатской свите соответствует бородинская свита. Тягинская свита мощностью до 100—200 м сложена песчано-глинистыми осадками и содержит маломощные пласты угля.
Меловые отложения развиты лишь в крайней западной части бассейна. Мощность их достигает 100 м. Сложены преимущественно глинистыми песчаниками, которые переслаиваются с песками и глинами.
Кайнозой представлен палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными образованиями. Широко распространены покровные элювиально-делювиальные и аллювиальные образования мощностью 5—10 м, реже до 50 м.
Тектоника. Канско-Ачинский угольный бассейн имеет не' однородное тектоническое строение. Это обусловлено расположением его на стыке трех крупнейших структурных областей Сибирской платформы, Западно-Сибирской плиты и Алтае-Саян-ской складчатой области.
Рис. 75. Канско-Ачинский бассейн.
а — тектоническая схема Канско-Ачинского бассейна: 1 — область байкальской складчатости; 2 —область каледонской складчатости; 3 —впадины на каледонидах и байкалитах; 4 — мезозойские отложения; 5 — мезо-кайнозойский чехол на герцинидах; 6— тектонические нарушения; 7 — выхода угольных пластов в структурах: I—II — Итат-Бара-динская мульда; III — Алтайская мульда; IV — Назаровская мульда; V — Березовская мульда; VI — СапахтинскиЙ прогиб; VII — Соболевская мульда; VIII — Белозерская синклиналь; IX — Балахтинская мульда; X — Переяславская мульда; XI — Рыбинская
впадина; XII — Канско-Тасеевская депрессия; XIII — Саяно-Партизанская мульда. Б - геолого-структурный разрез Канско-Ачинского бассейна: / — палеогеновые отложения; 2 —докембрий; 3 —меловые отложения; 4 — нижнесреднеюрская угленосная формация; 5 — подугленосные палеозойские отложения (а — девонские, б — кембрийские). в — стратиграфический разрез ачинской угленосной формации: / — конгломераты; 2 — песчано-алевритовые породы; 3 — песчаники; 4— аргиллиты; 5 — уголь
Описываемый бассейн в большей своей части является платформенным и характеризуется почти горизонтальным залеганием слабометаморфизованных юрских угленосных отложений.
В настоящее время юрские отложения в бассейне сохранились в отдельных разрозненных неглубоких мульдах, что обусловлено, с одной стороны, неравномерностью первичного накопления угленосных отложений, и с другой, — последующими тектоническими подвижками и эрозионной деятельностью. Морфологически преобладают широкие мульды, разделенные пологими антиклинальными поднятиями. Дизъюнктивные нарушения в юрских породах проявляются слабо, магматические образования отсутствуют. 1
Углы наклона угленосных отложений 2—5°, вблизи горных хребтов (Саяно-Партизанский район) до 50—60°.
Угленосность и качество углей. Угленосность отложений среднеюрского комплекса связана в основном с бородинской свитой и с верхней половиной разреза итатской свиты. Установлено от 3 до 35 угольных пластов, большая часть которых имеет рабочую мощность. Средняя суммарная мощность угольных пластов равна от 4,0 до 97 м. Такая высокая угленосность объясняется широким распространением мощных угольных пластов. Средняя мощность главного угольного пласта по бассейну определяется в 21 м, а максимальная до 100 м (Итат-Боготольское, Березовское месторождения).
По составу исходного материала угли бассейна относят к типично гумусовым, а по способу накопления—к автохтонным, В бассейне встречаются и горючие сланцы.
По степени метаморфизма угли большинства месторождений относятся к бурым и подразделяются на три технологические группы: Б], Б2 и Б3. Только угли Саяно-Партизанского месторождения являются каменными марки Г.
Бурые угли характеризуются: содержанием влаги от 21 до 44%, золы от 6,0 до 12,0%, содержание серы не превышает 1%. Теплота сгорания рабочего топлива 2800—4800 ккал/кг.
Недостатком углей является их низкая атмосфероустойчивость, они быстро окисляются, склонны к самовозгоранию. При высыхании уголь растрескивается и рассыпается, что затрудняет его дальнюю транспортировку.
Запасы кондиционных бурых углей составляют 448 млрд. т, в том числе по промышленным категориям A + B + Ci—73 млрд. т.
Южно-Якутский бассейн расположен в пределах Якутской АССР, по южной окраине обширного Алданского нагорья от р. Олекмы на западе до р. Учур на востоке. Общая площадь бассейна около 25 000 км2.
Стратиграфия и тектоника. Древнейшие образования бассейна, выступающие в краевых его частях, представлены сложно дислоцированными докембрийскими (архейскими и протерозойскими) интрузивными и метаморфическими породами.
Юрские угленосные отложения трансгрессивно залегают на докембрийских и нижнекембрийских образованиях и сложены толщей континентальных пород общей мощностью более 1600 м. Литологически эта толща представлена конгломератами, песчаниками, алевролитами и пластами каменного угля. Юрские породы сохранились в тектонических депрессиях и прослеживаются в виде ряда вытянутых в северо-западном направлении полос, ограниченных с юга, а иногда и с севера линиями нарушений.
Юрские отложения подразделены на свиты (снизу вверх): юхтинскую мощностью 200—250 м, чульмаканскую мощностью 250—300 м, дурайскую мощностью 380—400 м и горкитскую мощностью 300 м.
Южно-Якутский бассейн приурочен к зоне краевого прогиба, образовавшегося в мезозое на южной окраине Алданского щита. Формирование последнего закончено еще в докембрийское время. Последующие тектонические процессы лишь усложнили и несколько видоизменили возникшие ранее структурные формы.
После формирования угленосного комплекса на сложно дислоцированном фундаменте орогенические напряжения, возникшие во время горообразования в Забайкалье, вызвали образование в южной части Алданского щита целого ряда расколов широтного или северо-западного направления. Обширная депрессия, выполненная угленосными и более молодыми мезозойскими отложениями, была разбита на блоки. Поднятые блоки образовали горстовые хребты (Суниачинский, Эльконскийи др.), разделившие единую большую депрессию на ряд более мелких.
Образование складчатости, многочисленных сбросов и чешуйчатых надвигов в юрских породах является следствием тангенциального давления с юга и процессов глыбовой тектоники. Наи^ более интенсивно складчатость и дизъюнктивные нарушения проявляются вблизи основного (южного) надвига, где на юрские отложения надвинуты архейские образования. Наклон плоскости надвига изменяется от 15° в верховьях р. Тукгурча до 70° в восточной части.
В зависимости от этого изменяется характер складчатости юрских отложений: в восточной части наблюдаются крупные, нередко опрокинутые разорванные складки; в западной — складки более пологие и менее сложные.
Угленосность. Промышленная угленосность бассейна выявлена в отложениях дурайской свиты, суммарная площадь распространения которой около 8000 км2, или 30% общей площади бассейна. Мощность пластов и количество их в разных частях бассейна различны. В большинстве случаев пласты угля имеют сложное строение и состоят из двух-трех и более пачек углей, разобщенных прослоями алевролитов. В почве многих пластов наблюдаются остатки корневищ растений и характерная бурая окраска пород. Иногда кровля пластов размыта и угольная масса замещена алевролитами, аргиллитами или песчаниками.
Угленосность дурайской свиты наиболее изучена на Чульма-канском и Нерюнгринском месторождениях. В разрезе дурайской свиты выявлено до 28 пластов и пропластков угля, которым присвоено номерное обозначение снизу вверх с индексом D для рабочих пластов и d—для нерабочих. Дурайская свита расчленена на чульмаканскую (нижнюю) и нерюнгринскую (верхнюю) подсвиты. Граница между этими подсвитами проводится по пласту Чульмаканскому {D19).
В Чульмаканской подсвите в районе Чульмаканского месторождения выявлено 19 пластов и пропластков, четыре из них с устойчивой рабочей мощностью: Чульмаканский (Z))9), Штоль-невой (Z),5), Средний (Du), Новый (D7). Остальные пласты не имеют широкого распространения на площади месторождения и залегают в виде невыдержанных линз, нередко достигающих рабочей мощности.
В разрезе нерюнгринской подсвиты содержится 9 угольных пластов. Наиболее устойчивыми являются пласты верхней части разреза, которые на Чульмаканском месторождении имеют мощность от 0,7 до 1,4—2,1 м.
В нерюнгринской подсвите этого же месторождения выявлено 8 пластов угля. Мощность верхнего пласта «Мощного» колеблется от 10—13 до 45 м, в среднем 25 м. На остальной площади бассейна угленосность и качество углей изучены слабо. Разведанные запасы по категории A + B + Q составляет 2,8 млрд. т, коксующиеся 2,6 млрд. т.
Качество углей. Угли бассейна гумусовые, в основном блестящие и полублестящие; полуматовые и матовые угли имеют подчиненное значение. Первые представлены в основном неясно-полосчатой и штриховатой разновидностями, вторые имеют неравномерно штриховатую структуру. Среди блестящих углей количество однородного кларенового вещества достигает 94% общего объема угольной массы, содержание форменных элементов в них составляет 2—3%. Угли полуматовые и матовые содержат в большом количестве равномерно распределенные минеральные примеси в виде тонкодисперсной глины, обломочных зерен кварца и кристаллов каолинита.
Степень метаморфизма углей преимущественно средняя — марки Ж и К, менее распространены угли марок ОС и Т в нижних стратиграфических горизонтах. По площади бассейна отчетливо проявляется зональность метаморфизма углей. Кроме регионального метаморфизма угли подверглись термальному воздействию послеюрских интрузивов.
Угли Южно-Якутского бассейна малосернистые, содержащие серы 0,5—1%, малофосфористые, содержащие фосфора до 0,003%, в основном мало- и среднезольные, содержащие золы 10—12%. Блестящие угли имеют зольность 7—8%, полублестящие 17—18%, полуматовые 20—25% и матовые 27—40%. Обогатимость углей трудная. Угли способны давать самостоятельно и в шихте кокс высокой механической прочности.
Вследствие значительного развития послойных движений, в ряде мест угли сильно развальцованы. Процесс развальцева-ния доходит до степени микроскопического дробления и истирания. Зоны такого развальцевания наблюдаются на большом протяжении (по простиранию) —до 3 км и более.
Кроме развальцевания, в углях широко развита микротектоника в виде сбросов, складок, флексур и даже образование структур, напоминающих структуры истечения в гнейсах. При горизонтальном залегании угольные пласты малой и средней мощности окислены на глубину до 25—30 м.
Сильно пересеченный рельеф, обнажающий угольные пласты на значительном протяжении, обусловил значительную дегазацию месторождения.
Гидрогеологические условия более или менее благоприятны. При разработке известные затруднения могут представить напорные трещинно-пластовые воды в зонах тектонических разломов, приуроченных к юрским и архейским трещиноватым породам в зоне основного надвига.
Дата добавления: 2022-02-05; просмотров: 338;