Файл: Волков В.Н. Генетические основы морфологии угольных пластов.pdf

сится к числу наиболее известных в бассейне. Огромная площадь непрерывного распространения, сравнительно высокая (для донец­ ких условий) мощность и выдержанность строения уже давно при­ влекали внимание исследователей [97, 163]. Пласт изучался на территории четырех районов: Лисичанского, Алмазно-Марье веко го, Селезневского и частично Боково-Хрустальского, где он сравни­ тельно хорошо разведан и эксплуатируется шахтами. Изучение проводилось по методике, аналогичной с пластом Z3.

Пласт отличается разнообразным морфологическим строением

ипеременной мощностью. В целом, можно говорить о двух крупных зонах. Южная зона охватывает Боково-Хрустальский, Селезневский

ичасть Алмазно-Марьевского района примерно до широты г. Кадпевки H характеризуется простым и компактным двухпачечным стро­ ением пласта мощность 0,5—1 м. Северная зона, включающая Алмаз- но-Марьевский и Лисичанский районы, отличается повышенной мощ­ ностью пласта, сложным его строением и неоднократными расщепле­ ниями. Общая генетическая мощность пласта изменяется здесь в пре­ делах от 1 до 5—-25 м. Мощность угольных пачек равна 0,5—3,5 м.

Сводный разрез пласта (см. рис. 26), ближе всего отвечающий фактическим его разрезам в Лисичанском районе, состоит из трех основных частей, разделенных породными прослоями. В свою оче­ редь нижняя и верхняя части разреза расчленяются дополнитель­ ными прослоями на отдельные пачки. Всего выделяется до шести угольных горизонтов. Породные прослои, кроме верхнего тонштейна, имеют мощность от 0 до 1 м и более (вплоть до 10—20 м), что при­ водит к расщеплениям.

Анализ стратиграфического строения пласта позволяет сделать следующие выводы. Изменения мощности и строения пласта на площади связаны с изменением полноты стратиграфического разреза залежи, а также с изменением мощности синхронных угольных пачек и главным образом породных прослоев. Отчетливо фиксируется неодновременность начала формирования пласта, поскольку нижние горизонты залежи (1 и 2) присутствуют лишь в Лисичанском районе. Основные горизонты пласта (3—5), составляющие большую часть его разреза, присутствуют повсеместно на всем протяжении региона (более 100 км), что свидетельствует об одновременном их накопле­ нии. Верхний же угольный горизонт отмечен в Лисичанском и север­ ной части Алмазно-Марьевского района, а южнее отсутствует, что указывает на неодновременное окончание накопления пласта.

Пласт к8 Красноармейского района Донбасса (по В. И. Узиюку).

Пласт к8 (свита С.|) залегает непосредственно под известняком L v Он прослеживается без перерывов на всей территории района на протяжении около 70 км, является рабочим пластом и сравнительно хорошо разведан. Синонимика пласта сомнений не вызывает. Изу­ чен пласт по данным горных работ и скважин. Стратиграфическое

55

исследование осуществлено по 23 разрезам. На территории района пласт имеет, как правило, отчетливо выраженное двухпачечное строение и характеризуется частыми локальными расщеплениями. Общая мощность в зоне слитного пласта составляет 1—2,5 м, а в рас­ щепленном состоянии достигает 10—15 м при мощности угольных пачек 0,2—0,75 м.

В разрезе пласта выделяется шесть горизонтов (см. рис. 26). Результаты изучения показывают, что на территории района пласт формировался одновременно. В особенности это относится к нижней пачке пласта и в том числе к самым нижним горизонтам-, среди которых присутствует каолинптовый прослой, выдержанный на всей площади и залегающий в 7—15 см от почвы пласта.

и 40 скважинам на протяжении около 100 км. В сводном разрезе пласта выделено пять угольных горизонтов и несколько разделяющих прослоев пустых пород, в том числе прослой тонштейна, приурочен­ ного к нижней части залежи. Анализ данных показывает, что пласт начал образовываться на площади Лисичанского района и посте­ пенно (во время накопления 1 и 2 слоев) распространился на всю территорию. Горизонты пласта, составляющие основную часть раз­ реза (от каолинитового прослоя до верхнего слоя), формировались одновременно.

Пласт Zj Красноармейского района Донбасса (по В. И. Узиюку).

Пласт Zx (свита CS) имеет сложное строение, переменную мощность, местами подвержен расщеплениям, разрывами выклиниваниям. Изу­ чен по 15 разрезам. Стратиграфическое изучение пласта показало, что средняя, основная часть его разреза, включая тонштейн, фор­ мировалась одновременно, будучи распространенной на всей площади района (см. рис. 26).

правлении вкрест господствующего простирания фаций от Воргашорского месторождения на западе ' (слитный пласт мощностью порядка 3—5 м), через Воркутское месторождение до Нижне-Сыръ- ягинского месторождения на востоке (зона расщепления пласта). Анализ данных свидетельствует об одновременном формировании пласта в пределах изученной площади, выделенные горизонты при­ сутствуют повсеместно.

тиграфические профили нескольких пластов длиной около 40 км, позволяющие заключить об одновременности формирования основ­ ных их горизонтов. Важно подчеркнуть, что стратиграфическое расчленение пластов проводилось на фоне ясно выраженной фациальной изменчивости углей по площади.

56

Пласт имеет простое (!) строение, сложен малозольным (6—7% Ас ) полублестящым бурым плотным углем. По комплексу петрографиче­ ских признаков разделяется на три горизонта: нижний маломощный (10 м), средний основной (30 м) и верхний маломощный (до 10 м). Нижний горизонт отсутствует лишь на участках, отвечающих высту­ пам рельефа. Средняя основная пачка пласта, развитая повсеместно на всей площади месторождения, формировалась одновременно. Верхний горизонт, имеющий в настоящее время локальное распро­ странение, накапливался первоначально также повсеместно, но был размыт в последующее время.

имеет переменную мощность в 3—5 м. Детально пзучен в горных выработках нескольких шахт, расположенных на территории дли­ ной до 10 км. Пласт разделяется на пять петрографических гори­ зонтов. Горизонты 2-й и 4-й, отвечающие кеннель—богхеду и сапропелево-глинистому углю, имеют почти повсеместное распростра­ нение, являются маркирующими слоями и, скорей всего, форми­ ровались одновременно. Остальные горизонты также прослежи­ ваются большей частью повсеместно, но подвержены значительным (вплоть до выклинивания) изменениям мощности и петрографиче­ ского состава.

**, *

Приведенные выше примеры геолого-стратиграфических исследо­ ваний угольных пластов убедительно свидетельствуют об одновре­ менном формировании основных их горизонтов в пределах больших территории. Среди ископаемых угольных залежей не известны обо­ снованные фактическим материалом примеры неодновременного на­ копления вследствие миграции узкой углеобразующей зоны.

Обратимся теперь к имеющимся конкретным данным по совре­

торфяных залежей Голландского побережья, составленные на основе данных радиоуглеродного.метода определения возраста, позволили получить данные о скорости распространения заболачивания при трансгрессии (до нескольких км в столетие) и ширине торфообразующей зоны, которая в зависимости от рельефа составила вели­ чины порядка 10—30—60 км.

Это свидетельствует о сложном механизме формирования паралической торфяной залежи, включающем элементы неодновременностп и одновременности ее накопления и согласуются в целом

57

с выводами по ископаемым пластам. Так, например, для верхней более мощной торфяной залежи ширина торфообразующеи зоны достигает 60 км, что соизмеримо с общей шириной площади распро­ странения торфяника, и таким образом свидетельствует об одновре­ менном его образовании. В то же время для нижней маломощной (погребенной) залежи фиксируются признаки неодновременного фор­ мирования на площади.

Укажем еще один пример небольшого маломощного погребенного торфяника, округа Клинтон (США), который приводился в главе I I в связи с вопросами усадки и отвечает, по данным А. Блюма, усло­ виям неодновременного накопления при последовательном иаступа-

3. ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Таким образом, намечаются две принципиальные схемы меха­ низма формирования угольного пласта, наиболее четко различаемые для условий главным образом паралцческого п субпаралического

А

Континент

Рис. 28. Принципиальные схемы механизма формирования угольного (торфя­ ного) пласта

фактора

типа (рис. 28). Первая из них (А) предусматривает образование пласта при миграции узкой углеобразующей зоны. Такой механизм образования угольного пласта представляется маловероятным или,

.58

во всяком случае, редким. Проявление миграции углеобразующей зоны и, следовательно, неодновременности накопления залежей ха­ рактерно лишь для нх нижних (чаще) п верхних горизонтов.

Вторая схема (Б) отражает .принцип одновременного формиро­ вания пластов и является наиболее распространенной и характерной для подавляющего нх числа (имеется в виду накопление основной части разреза залежи). В этом случае пластообразующим фактором является не миграция береговой линии (которая вызывает переме­ щение углеобразующей зоны определенной ширины, наращивая тем самым торфяник на площади), а сам процесс слоеобразования, про­ исходящий одновременно на большой площади, в условиях очень ровного рельефа площади углеобразования (на что указывает

Г.Д. Дмитриев).

Всвою очередь процесс слоеобразования контролируется (как было показано в начале главы) соотношением скорости изменения уровня вод и скорости накопления биомассы на фоне определенного интервала глубин, а также длительностью этих благоприятных соотношений.

отвечает пласту и соответственно и тот, и другой образуются одно­ временно. В этом отношении угольные пласты отвечают синхрон­ ным горизонтам А. Н. Генслера [35].

Остановимся теперь на особенностях проявления элементов неод­ новременности начала и окончания формирования пласта.

Неодновременное начало накопления пласта при прочих равных условиях следует прежде всего связывать с влиянием рельефа дна торфяника (почвы пласта), который может иметь разный характер и неодинаковую пересеченность. Приведенные выше данные по пла­ стам Донбасса (13, т3, llt ks) показывают разную степень проявле­ ния неодновременное™. Наиболее отчетливо она выражена для пласта т3, где две нижние и сравнительно мощные угольные пачки пласта отлагались лишь на небольшой площади в Лисичанском районе, не распространяясь за ее пределы.

захватывает, как правило, самые верхние,' обычно маломощные угольные слои, что, конечно, также надо связывать с влиянием рельефа поверхности торфяника. Вместе с тем следует отметить, что про­ цессы последующего размыва верхнихгоризонтов залежи могут нарушить первоначальную генетическую картину.

Элементы неодновременности накопления отдельных частей пла­ ста могут проявляться по-разному на площади распространения залежи, в частности относительно ориентировки основных палеогео­ графических зон. Можно наметить два типа проявления указанных элементов: региональный и локальный.

Региональный тип отражает условия приуроченности участков неодновременного начала и окончания накопления пласта к площади,

59