Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Угли о. Сахалин

Среди бассейнов и месторождений кайнозойского возраста встречаются различные типы по геологическому строению и про­мышленной ценности. К группе геосинклинально-складчатых от­носятся месторождения палеогенового возраста Сахалина, к платформенным — Кивдо-Райчихинское месторождение. В глыбово-складчатых областях располагаются многие месторождения типа наложенных впадин. Ряд месторождений кайнозойского возраста располагаются в областях соляно-купольной тектоники. В качестве примера ниже приводится описание месторождений о. Сахалин, сформированных в мо­лодой геосинклинальной области.

Месторождения острова Саха­лин. Угли в основном сосредото­чены в южной части острова. Они потребляются железнодорожным и морским транспортом, промышлен­ными предприятиями острова и частично экспортируются.

. Схематическая карта угленосных отложений о. Сахалин.

а — схема распространения отложений: 1 — чет­вертичные отложения; 2 — плиоцен-четвертичные вулканогенные образования; 3 — плиоценверхне-мноценовые морские отложения; 4 — миоценовые угленосные отложения; 5 — средне-нижнемноценовые морские отложения; 6 — верхнепалеогеновые морские отложения; 7 — нижнепалеогеновые угле­носные отложения; 8—меловые отложения; 9 — меюзой-палеозойские отложения; 10 — протерозой-палеогеновые отложения; 11— интрузии кранитоидов; 12 — интрузии среднего и основного состава; 13 — ультраосновные изверженные породы; 14 — тектонические нарушения.

б — стратиграфическая колонка: 1 — конгломера­ты, гравелиты; 2 — песчаники (пески); 3 — алев­ролиты; 4 — аргиллиты (глины); 5—угли; 6 — кремнистые породы (диатомиты, опоки); 7 — туфогенные породы; 8 — эффузивные породы; 9 — суглинки; 10 — морская фауна; 11 — флора, 12 — размыв. Стратиграфические подразделения: / — орловская свита; 2 — сертунайский ярус; 3 — Гусинские слои; 4 — слои мыса Маркевича; 5 —леогорский ярус; 6 — шебунинский ярус; 7 — верхнекраснопольевский ярус; 8 — нижнекрасно-польевскнй ярус; 9 — Александровский ярус; 10 — конгломератовая свита; Н.— нижний; Ср.— сред­ний; В.— верхний

Стратиграфия. В геологи­ческом строении Сахалина прини­мают участие палеозойские обра­зования и залегающие на них после значительного перерыва верхнеме­ловые, а также палеогеновые и не­огеновые отложения с углями. К палеогену относятся свиты (снизу вверх): конгломератовая (мощностью 300—400м), нижнедуйская угленосная (300—1250 м), краснопольевская верхнего эоцена (до 1700 м) и геннойши (100—2000 м). К неогену — свиты: хойнджо (1000 м), верхнее-дуйская угленосная (1000—2000 м), Соболевская (350—1500 м) и изылметьевская (3500 м). Четвертичные отложения имеют ог­раниченное распространение.

Тектоника. Тектоническая структура о. Сахалин опре­деляется расположенными в серединной части острова Центрально-Сахалинским синклинорием и сопряженными с ним двумя антиклинорнями: Восточно-Сахалинским и Западно-Саха­линским.

Формирование этих структур относится к альпийской склад­чатости. Образование основной части дизъюнктивных наруше­ний, а также современного рельефа связано с плейстоценовым диастрофизмом.

Основные угольные месторождения расположены в пределах Западно-Сахалинского антиклинория. Ядро антиклинория сло­жено верхнемеловыми отложениями, имеющими моноклиналь­ное залегание, усложненное складками подчиненных порядков. Крылья антиклинория сложены палеогеновыми и неогеновыми отложениями. Вдоль восточного (тектонического) контакта па­леогеновые и неогеновые слои залегают очень круто, нередко имеют опрокинутое залегание с падением на восток.

На западном крыле антиклинория палеогеновые и неогено­вые отложения в прибрежной зоне образуют серию линейных меридиональных антиклинальных складок, часто асимметричных (обычно более крутые, иногда опрокинутые, западные крылья). Ширина полосы этих складок изменяется от нескольких кило­метров в районе Александровска и Холмска — Ильинска, где преобладают северо-западные простирания структур, до десят­ков километров в Углегорском и Невельском районах.

Складчатые структуры сильно усложнены дизъюнктивными нарушениями типа взбросов, сдвигов, взбросо-сдвигов и сбросов различного направления. Меридиональные взбросы (надвиги) играют значительную роль в тектонической структуре. Диаго­нальные сдвиги и взбросо-сдвиги широко развиты в пределах рассматриваемой структуры и являются часто встречающимися элементами дизъюнктивной тектоники шахтных полей. Взбросо-сдвиги генетически связаны со складчатостью. Продольные, по­перечные и диагональные сбросы образовались после складча­тых движений.

Структурными особенностями крыльев Западно-Сахалинского антиклинория определяется строение угольных месторождений. Вдоль восточного склона хребта угольные месторождения неоге­нового возраста представлены преимущественно антиклиналями с крутыми, иногда опрокинутыми крыльями. Здесь разрывные нарушения сравнительно малочисленны. Изредка встречаются пологие брахисинклинальные складки (месторождения Вахру-шевское, Тихменевское, Взморское). Для западного склона ха­рактерна приуроченность угольных месторождений к самым раз­нообразным структурным формам. Многочисленные разрывные нарушения обусловили мелкоблоковую структуру большинства месторождений.

Центрально-Сахалинский синклинорий является наиболее мо­лодым из этих структур и выполнен третичными отложениями, собранными в небольшие пологие складки II порядка.

Угленосность. Промышленная угленосность о. Сахалин связана с отложениями палеогенового и неогенового возраста. Угли позднемелового возраста не разрабатываются, поскольку для угольных пластов характерно сложное строение, засорен­ность минеральными примесями, незначительная мощность и не­выдержанность в разрезе.

Наибольшее промышленное значение имеют верхнедуйская и нижнедуйская свиты, содержащие бурые и каменные угли различной степени метаморфизма.

Качество углей. Угли о. Сахалин служат хорошим энер­гетическим топливом, а в некоторых случаях сырьем для полу­чения кокса, искусственного жидкого топлива и химических про­дуктов.

Угли гумусовые, с прослоями и линзами вязких углей типа гумусово-сапропелевых, бурые и каменные (марок от Д до Т).

В составе органического вещества бурых и длиннопламенных углей преобладают компоненты группы витрена, составляю­щие 80—100%, а также форменные элементы и желтоватое бес­структурное вещество разложившихся водорослей.

Качество бурых углей: содержание влаги 9,5%, рабочего топ­лива 16—20%, золы 7,36%, серы 0,2—1%, выход летучих 42— 52%,, теплота сгорания 6650—7600 ккал/кг.

Качество длиннопламенных углей: содержание влаги 3,5— 4,5%, золы 35%, выход летучих 42—49%, теплота сгорания 7600—8000 ккал/кг. В бурых углях содержание углерода 68— 75%, водорода 5—5,9%; в длиннопламенных углях: углерода 75—81,5%, водорода 5,6—6,6%. Выход первичного дегтя у бурых и длиннопламенных углей составляет примерно 7—20% на ра­бочее топливо.

Качество каменных углей марок Г, Ж и К: содержание золы в среднем 10—16%, серы до 1,7%, выход летучих веществ 17—39, содержание фосфора в газовых углях 0,013—0,089%, в более метаморфизованных до 0,175%, теплота сгорания до 8400 ккал/кг.

Угли легко и среднеобогатимые, за исключением тощих углей, дающих низкий выход концентратов.

Изменение степени метаморфизма по правилу Хильта наблю­дается во всех свитах разреза; большое значение на Сахалине имеет контактный и динамометаморфизм.

Газообильность на действующих шахтах изменяется в значи­тельных пределах. Все действующие шахты опасны по пыли, степень взрываемости которой увеличивается с повышением со­держания в углях выхода летучих. Самовозгорание углей в ес­тественном залегании свойственно бурым углям всех месторож­дений и ряду месторождений длиннопламенных и газовых углей.

Гидрогеологические условия угольных месторождений в зна­чительной мере определяются выходом угленосных отложений на поверхность и небольшой мощностью покрывающих их четвер­тичных отложений. Несмотря на большое количество атмосферных осадков, угленосные отложения обводнены сравнительно слабо вследствие преобладания в них глинистых пород, а также благодаря расчлененному рельефу. Кондиционные запасы всех углей на Сахалине оцениваются в 10,7 млрд. т, разведанные в 2 млрд. т.

Геологические запасы коксующихся углей марок К, Ж и Г составляют около 13% от общих запасов месторождений. Основ­ные запасы коксующихся углей находятся в западных рай­онах — Углегорско-Лесогорском и Александровском районах.

Печорский бассейн

Печорский бассейн расположен на крайнем Северо-Востоке европейской части России. Его восточная граница проходит по запад­ному склону Северного и Полярного Урала, северная по побережью Карского и Баренцева морей, западная проводится условно по мери­диану 57° в. д., южная — по 63° с. ш. Площадь бассейна 130 000 км2. Большая часть бассейна расположена в области сплошного развития многолетней мерзлоты (рис. 68).

О наличии углей в бассейне известно с 1847—1848 гг. Промышлен­ное освоение бассейна началось в основном в период Великой Оте­чественной войны. В настоящее время бассейн имеет союзное зна­чение. Осадочная толща бассейна сложена породами палеозойского (Cm, О, D, С, Р), мезозойского (Т, J, Сг) и кайнозойского (Q) возраста. Угленосными являются пермские отложения. Подстилающие их отложения кембрия, ордовика, девона и карбона представлены песчаниками, известняками, доломитами, мраморами, метаморфическими сланцами.

Пермские отложения сложены песчаниками, аргил­литами, алевролитами, конгломератами, известняками, пластами углей. Залегающие на угленосных отложениях породы мезозойского возраста имеют ограниченное распространение и представлены песча­никами, алевролитами, аргиллитами, конгломератами, песками, глинами. Четвертичные отложения на большей части территории бассейна залегают на пермских отложениях и представлены суглин­ками, валунным материалом, песчано-гравийными образованиями. Мощность угленосной толщи и вышележащих пород в центральных частях бассейна около 10 км.

В тектоническом отношении бассейн представляет собой прогиб фундамента с широкими сложными синклинальными структурами. С синклинальными структурами связаны известные в настоящее время угольные месторождения бассейна.

Угленосные отложения подверглись складчатым и разрывным нарушениям. Интенсивность складчатости уменьшается с северо-востока на юго-запад.

На некоторых месторождениях бассейна установлено до 183 угольных пластов и пропластков. Количество рабочих пластов дости­гает 30—34. Преобладают пласты тонкие (0,5—1,3 м) и средней мощности (1,3—3,5 м). Строение пластов простое и сложное. Мароч­ный состав углей характеризуется разнообразием: от длиннонла-менных до антрацитов. Угли Печорского бассейна используются для получения кокса и как энергетическое топливо.

Приток воды в действующих шахтах 20—80 м3/час, а иногда 150—500 мь1час. Угленосные отложения газоносны.

Геологические запасы бассейна 344,5 млрд. т; из них около 40% залегают на глубине до 600 м. Добыча угля в 1961 г. составила 17,6 млн. т. Угли используются в промышленности, городском хозяйстве, на транспорте северо-запада (55%), севера (36%), ча­стично центра и имеют перспективное значение для обеспечения металлургическим топливом Среднего Урала.

Схематическая обзорная карта Печорского угольного бассейна Точками помазаны границы бассейна