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

тяготеющей к континенту, или, наоборот, к более мористым зонам/ пли к тем и другим. В зависимости от этого выделяется несколько схем последовательности формирования пласта (рис. 29).

"Рис. 29. Возможные схемы последовательности формирования угольного пласта на площади

1 — р е г р е с с и в н о - т р а н с г р е с с и в н а я ; 2- — трансгрессивная; з — р е г р е с с и в н а я ; 4—7 — варианты первых т р е х с х е м

Согласно первой схеме пласт начинает формироваться при обме­ лении территории, на участках наиболее примыкающих к конти­ ненту. Затем, при накоплении основных горизонтов торфяник рас-

.60

пространяется на всю территорию. При затоплении торфяника (которое на большей части площади происходит одновременно) на участках, примыкающих к континенту, накопление материала еще некоторое время продолжается. Такую схему накопления можно назвать регрессивно-трансгрессивной *. -

Вторая схема отвечает условиям возникновения пласта на уча­ стках, наиболее приближенных к морю. Затем происходит накопле­ ние основных средних горизонтов пласта. Верхние слои форми­ руются на участках, наиболее примыкающих к континенту, в то время как вся остальная территория торфяника уже затоплена. Такая схема указывает на трансгрессивный характер формирования залежи.

Третья схема отражает приуроченность начала накопления пла­ ста к участкам, примыкающим к континенту, формирование основ­ ной части разреза на всей территории и образование верхних гори­ зонтов на участках, прилегающих к морю (регрессивный характер накопления).

Следующие четыре схемы являются вариантами трех предыду­ щих (САГ. рнс. 29, схемы 4—7). Здесь признаки неодновременности фиксируются только для начала или конца формирования залежи при разной ориентировке таких участков относительно направления континент-—море.

Трудно судить о том, какие из рассмотренных схем последова­ тельности формирования пластов во временп и на площади являются более распространенными и характерными, так как имеется очень мало данных по детальному изучению стратиграфии пластов и кар­ тированию отдельных их горизонтов в пределах больших террито­ рий. Представляется, что наиболее реальными и распространенным должны быть схемы 1 и 4, отражающие в целом регрессивно-транс­ грессивный тип развития залежей, при котором торфяник начинает формироваться при обмелении территории на участках сравнительно более возвышенных в рельефе, примыкающих к континенту^ Нако­ пление основной части пласта происходит на всей территории в условиях полностью выровненного рельефа при благоприятных соот­ ношениях скоростей отложения растительной массы и относитель­ ного подъема уровня вод..Конец формирования пласта связан с за­ топлением торфяника, которое может быть практически одновремен­ ным на всей площади (схема 4) или с некоторым запаздыванием для наиболее удаленных от моря участков (схема 1). Так, например, приведенные выше результаты изучения пласта 13 Донецкого бас­ сейна показывают, что он отвечает первой регрессивно-трансгрес­ сивной схеме (см. рис. 27 и 29).

Схемы развития пластов 2, 5 и 6 отражают, видимо, редкие случаи (см. рис. 29). Схема 3 (регрессивный тип), если и соответствует

* Понятия трансгрессивный п регрессивный тип развития угольного пласта были предложены И. Б. Волковой [32] на основе изучения смены углей по разрезу залежи.

61

действительности, то скорей отвечает тонким непромышленным пластам. Схема 7, отвечающая одновременному началу п окончанию формирования пласта на всей или большей части территории (пласт «доска»), является очень редкой (например, пласт 1-п Донбасса на площади нескольких районов бассейна).

Локальные проявления неодновремеиностп начала и окончания ' формирования пласта, в отличие от рассмотренных выше региональ­ ных, могут наблюдаться на любом участке территории углеобразо­ вания. Эти явления отражают местные детали рельефа территории, особенности фациальной обстановки и, в целом, распространены довольно широко. Размеры таких участков могут быть самыми разными: от десятков и сотен метров до километров. В последнем случае локальные проявления неодновремеиностп накопления пла­ ста трудно отличить от региональных, особенно если пласт изу­

чается в пределах ограничен­ ной территории.

с прослоями, образующими расщепления угольных залежей.

Рассмотрим вначале случаи, когда в средней части разреза пласта, среди синхронных угольных горизонтов, развитых на большой пло­ щади, залегает породный прослой M небольшой мощности, имеющий сравнительно малую протяженность (рис. 30). Каковы стратиграфи­ ческие соотношения линзы M в сечении 2 по отношению к соседним сечениям пласта, где этот прослой отсутствует. Если принять, что линза M залегает между горизонтами б и в, то ее накопление будет отвечать во времени перерыву между отложением этих горизонтов. Возможен вариант, при котором прослой M отвечает во времени каким-то верхним слойкам горизонта б и нижним слойкам гори­

фонакоплении (между горизонтами б и в в сечениях 1 и 3) или о не­ значительном фациальном замещении. Не следует забывать и нерав­ номерность усадки пород и углей. При большей мощности прослоев, видимо, более вероятными являются второй и третий варианты (фацпальное замещение или перерыв и замещение).

R2

Более сложными являются стратиграфические соотношения в слу­ чае расщеплений угольных пластов, когда мощность породного про­ слоя измеряется метрами, десятками метров, достигая более 100 м. Теоретически здесь также возможно три варианта соотношений (рис. 31).

В первом случае расщепляющий прослой N отвечает перерыву в зоне слитного пласта. Если иметь в'виду мощность прослоя в де­ сятки метров Ii время, которое требуется для его формирования,

а

то следует ожидать в разрезе слитного пласта (сечение 1) между­ горизонтами б и в признаки перерыва в накоплении торфяника. Однако эти признаки, как правило, не обнаруживаются. Не могут служить объяснением и указания на то, что расщепляющий прослой, утоняясь, прослеживается на значительном расстоянии в пласте, например, в виде слоя зольного угля или тонкого слойка и пленки минерального вещества. В этом случае тоже не ясно как объяснить соотношение миллиметрового слоя минеральных примесей в угле с синхронной пачкой глинисто-алевритовых и песчаных пород в зоне расщепленного пласта мощностью в десятки метров. Надо предпо­ лагать или значительный перерыв между угольными горизонтами б и в, или очень большую скорость накопления расщепляющего про­ слоя, притом настолько большую, чтобы торфяник (в соседней зоне

63

слитного пласта) но успевал на это среагировать. Оба этих предпо­ ложения представляются мало обоснованными, а в целом схема — маловероятной.

Во втором случае расщепляющий прослой N отвечает части разреза пласта, например его горизонтам б и в, и представляет собой их фациальное замещение на площади с одновременным увели­ чением мощности. В стратиграфическом отношении схема более реальна, а различия в мощностях прослоя ІѴн отвечающих ему уголь­ ных горизонтов можно объяснить, безусловно, различными скоро­ стями накопления угольного вещества и вмещающих осадков, а также неодинаковой усадкой материала, характером движений.

Согласно третьему варианту расщепляющий прослой N отвечает,

содной стороны, части угольных горизонтов (фациальное замещение

сувеличением мощности), а с другой стороны, небольшим перерывам

быть связан с изменением уровня отложения осадков, изменением уровня вод и совместным изменением обоих уровней в различных между собой соотношениях. Эти движения лучше рассматривать

При таком сравнительном анализе более отчетливыми станут те особенности движений, которые свойственны процессам образования угольных залежей, ибо в зависимости от масштаба рассматрива­ емых категорий (толща, циклотема, пласт) меняется соотношение и роль факторов, приводящих к одному и тому же результату: относительному изменению уровня вод и поверхности отложения осадков.

Движения, контролирующие формирование угленосных толщ.

Говоря о роли факторов, контролирующих накопление и сохране­ ние угленосной толщи, как геологического тела, имеющего мощность в сотни и тысячи метров, следует в первую очередь назвать общее тектоническое прогибание области осадконакопления, что прини­

внутрнконтинентального типа, имеющих ограниченные размеры, можно говорить о нетектонических факторах их формирования в условиях прогибов, связанных с явлениями проседания фунда­ мента вследствие процессов карстообразованйя или выщелачивания соляных пород.

R4

Движения, контролирующие формирование угленосных циклотем. Более или менее равномерное чередование угольных пластов и вме­ щающих их пород в разрезах угленосных толщ отражает последо­ вательную смену условий с неоднократным возвращением к сходным обстановкам. Поэтому иа фоне общего прогибания необходимы какие-то дополнительные движения, которые способствовали бы, в частности, выведению поверхности отложения осадков на уровень вод, что необходимо для возникновения торфяников. Механизм этого периодического приведения указанных уровней является пред­ метом острых дискуссий. Рассмотрим возможные способы образова­ ния угленосных циклотем, поскольку это имеет отношение к выяс­ нению характера движений при формировании угольных пластов.

а) Прерывистый снос в бассейн седиментации. Необходимый для периодического или близкого к нему эффект колебания уровня вод относительно поверхности накопления осадков (на фоне общего опускания) создается изменением типа и количества осадочного материала, поступающего из области сноса, испытывающей поднятие и размыв. При повышении количества сносимого материала бассейн мелеет, при уменьшении — углубляется. Механизм формирования циклотем вынесен за пределы бассейна, в область сноса.

Режим поступления обломочного материала в бассейн седимен­ тации несомненно является важным условием и, в частности, прини­ мается во внимание сторонниками дельтовой гипотезы углеобразо-

не исключен, но не может рассматриваться в качестве главного. Видимо, правильным будет рассматривать режим прерывистого сноса как один из факторов, действующих наряду с другими в про­

коррелируется с затоплением торфяника, формированием пород кровли. Периоды замедления и остановки связываются с накопле­

к обмелению бассейна. Затем следует торфонакопление, далее — вновь погружение и т. д. Эффект регрессии обусловливается не движениями фундамента или уровня моря, а возникает вследствие заполнения бассейна осадками.

Это довольно простая и изящная гипотеза получила наибольшее развитие в трудах П. Прюво [221] и, будучи дополненной пред­ ставлениями о прерывистом сносе обломочного материала, приз­ нается многими исследователями [102, 117, 244^ 130, 152, 179].

Возражения против концепции прерывистого опускания связаны с проблемой формирования песчаных осадков со следами размывов в их основании и признаками вреза в подстилающие отложения. Считается, что подобные явления могут происходить только при