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

Своеобразны нарушения пластов на месторождениях, где раз­ виты структуры типа диапиров, например в Днепровском, ЮжноУральском бассейнах. Изменения мощности строения пластов свя­ заны с перемещением пластичной угольной массы вследствие неравно­ мерной нагрузки вышележащих пород, или проявления соляной тектоники [74, 93]. Вторичные изменения морфологии пластов и угольной массы могут быть вызваны действием ледников, оползне­ выми явлениями, подземными пожарами [166, 201].

Для сравнительно хорошо изученных пластов Норильского района Тунгусского бассейпа характерен в ряде случаев своеоб­ разный морфологический облик, который заключается в том, что угольный пласт в значительной степени нарушен секущими и сог­ ласными телами изверженных пород [20, 41, 149]. Подобный облик пласта местами сильно уменьшает его промышленную ценность, вплоть до полной ее потери.

7. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИК V ТИПОВ ИЗМЕНЧИВОСТИ

Первые два типа изменчивости (в условиях сравнительно стабиль" ного накопления и расщеплений), связанные с проявлением первич­ ных генетических факторов, имеют широкое распространение. Для многих угольных залежей эти типы изменчивости являются основ­ ными и практически единственными (чередование зон слитного и расщепленного пласта). Соотношения между указанными типами могут быть самыми различными. Наибольшую ценность в большинстве случаев имеют пласты с преобладанием зон слитного строения, ибо расщепленные угольные пачки, если и не теряют рабочей мощности полностью, то во всяком случае характеризуются пониженными ее значениями и менее устойчивы на площади. Однако это не общее правило; известны примеры, когда отдельные отщепленные пачки пласта распространяются на значительной территории и имеют устой­ чивую рабочую мощность (пласт «Четвертый» в северо-восточной части Печорского бассейна, который является нияшей отщепленной пачкой пласта «Мощного»). Остальные типы изменчивости, обуслов­ ленные существенным или преобладающим влиянием разнообразных вторичных факторов (размывы, замещения, внедрения, тектоничес­ кая и атектоническая нарушенность), имеют неодинаковый характер распространения", чаще определяя морфологический облик пластов в пределах отдельных участков, зон и реже целых месторождений. Эти типы изменчивости имеют очень'большое значение при харак­ теристике морфологии угольных залежей и их промышленной оценке.

Соотношение разных типов изменчивости в пластах, помимо детальности исследования, зависит от величины оцениваемой тер­ ритории. Так, например, на картах строения угольных пластов в пределах всего Донецкого бассейна или крупной его части прежде всего видно, что подавляющую часть территории распространения за­ лежей охватывают первые два типа изменчивости (чередование зон слитного компактного пласта с участками его сложного строения

95

Г Л А В А V

МОРФОЛОГИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

ВПРИМЕНЕНИИ К ВОПРОСАМ ПРОГНОЗОВ И РАЗВЕДКИ

1.ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОЗОВ ПОВЕДЕНИЯ ПЛАСТА НА ПЛОЩАДИ

Исходные положения. Под прогнозом угленосности следует пони­ мать предвидение возможных ее изменений по разрезу или на площади на основе имеющихся данных. При этом, в понятие прогноза можно . вкладывать как общую оценку угленосности в целом, так и поведе­ ние на площади отдельных угольных пластов. По мере повышения степени изученности месторождения возрастает детальность прогно1 зов общей угленосности и вместе с тем появляется возможность оценки поведения конкретных залежей. Таким образом, предвидение пове­ дения отдельных угольных пластов является наиболее детальной конечной формой прогноза угленосности, отвечая, как правило, условиям сравнительно высокой степени изученности месторождения.

Указывая на единство общего ряда прогнозов угленосности в це­ лом и отдельных пластов, надо отметить, что различия здесь связаны не только с неодинаковой степенью изученности месторождений. Сами закономерности изменения угленосности и конкретных пластов не всегда одинаковы. Они отличаются природой, масштабом, харак­ тером проявления.

Прогнозы общей угленосности базируются на генетических свя­ зях типа угленосности с условиями формирования угленосной толщи [91]. Между тем до сих пор отсутствуют какие-либо специаль­ ные работы, посвященные теоретическим, методическим, и практи­ ческим основам прогнозов угленосности. Вопросы прогноза поведе­

Существующие оценки возможности прогнозов конкретных пла­ стов противоречивы. Одни из них крайне оптимистичны, другие практически отрицают такую возможность [18]. Столь Широкий диапазон оценок свидетельствует, во-первых, о трудности этой проблемы, а во-вторых, о недостаточной разработанности ее основ. Излагаемые ниже разделы представляют собой попытку рассмотре­ ния общих принципов прогнозов угольного пласта и их возможностей

. при современном состоянии изученности вопроса.

В основе прогнозов поведения пласта на площади лежит измен-' чивость его морфологических параметров. В предыдущей главе была дана характеристика изменчивости пластов, показаны ее разнообразные»'

тнпы и особенности проявления, свидетельствующие о неодина­ ковых условиях прогноза угольной залежи на площади. Было пока­ зано, в частности, что для многих пластов прежде всего характерна зональность, как одна из основных особенностей их изменчивости. Поэтому перед прогнозом пласта стоит задача, во-первых, выявле­ ния указанной зональности (смены типов строения), а во-вторых, изменчивости залежи в пределах зон.

Помимо изменчивости самих пластов прогноз определяется сте­ пенью изученности прогнозируемого участка и прилегающих пло­ щадей. Используя известные оценки, можно говорить о пяти града­ циях степени изученности, отвечающих стадиям разведки: 1) экс­ плуатационной, 2) детальной, 3) предварительной, 4) поисковой и 5) отсутствию фактических точек изучения пласта. При этом воз­ можны самые разнообразные соотношения степени изученности прогнозируемого участка и прилегающей к нему площади, что имеет прямую связь с условиями прогнозов.

Условия прогнозов угольных пластов связаны также с размером прогнозируемого участка и его удаленностью от соседних изученных площадей. Наконец, существенное значение имеет общая изучен­ ность района, бассейна.

В целом геологический тип изменчивости пласта, соотношение

т. е. определенный ранг (объем, детальность и надежность) прогно­ зируемых сведений.

Основным принципом прогноза угленосности и поведения отдель­ ных пластов является принцип аналогии, при котором тип угленос­ ности (облик пласта) и тенденции ее изменения, установленные на какой-либо площади, распространяются при определенных усло­ виях за ее пределы. Практически имеет значение такой прогноз пове­ дения пласта на площади, который основан И Л И только на данных ло прилегающей территории, или дополняется сравнительно неболь­ шим числом фактических данных, имеющихся на прогнозируемой ллощади.

В рамках общего принципа аналогии можно выделить несколько способов прогноза, отличающихся уровнем, надежностью и даль­ ностью: 1) прогноз на основе общих геологических предпосылок, 2) прогноз способом простой аналогии, 3) прогноз способом сложной аналогии, 4) прогноз, основанный на знании строгих количественных закономерностей изменчивости пластов и угленосности в целом.

угленосной толщи (который выявляется по сравнительно небольшому числу пересечений) и характером угленосности. С точки зрения от­

Прогноз на основе простой аналогии весьма распространен. В его основе лежит предположение, что тип разреза, характер угленосности

S8

и в том числе морфологический облик пласта меняются постепенно, отличаясь известным постоянством на определенной площади. По­ следнее и дает возможность переносить (продолжить) тип строения пласта, его зональность, выявленные на изученной территории, за ее пределы, на прогнозируемый участок (см. рис. 39Б). Надеж­ ность такого прогноза повышается, если на прогнозируемом участке имеется хотя бы небольшое число фактических точек пересечения пласта. В ряде случаев может быть использован анализ волнообраз­ ных изменений мощности.

пространение выявленной зональности или типов строения конкрет­ ного пласта на прогнозируемый участок контролируется дополни­ тельными факторами или признаками, которые находятся в опреде­ ленной корреляционной связи с признаками угленосности. Прежде всего имеется в виду контроль прогноза зональности угольного пласта соответствующей зональностью вмещающих его пород по их мощности и литолого-фациальному составу (рис. 39). Словом, зо­ нальность угольного пласта дополняется зональностью вмещающих осадков.

Возможности такого прогноза зависят от характера и степени проявления указанных корреляционных связей. Кроме того, практи­ ческий смысл при прогнозах имеет связь угленосности только с та­ кими признаками и особенностями вмещающих пород, которые могут быть выявлены по небольшому числу фактических точек наблюдения.

Важность изучения связей морфологии пласта с вмещающими отложениями в целях прогноза очевидна. Исследований по этому вопросу очень много. Однако в большей степени они касаются гене­ тических связен угленосности с толщей пород. Гораздо меныце дан­ ных по изучению генетических связей морфологии отдельного уголь­ ного пласта с характером вмещающих его пород. Под этим конкретно имеется в виду наличие достаточно тесных связей между мощностью, типами строения и составом пласта, с одной стороны, и литофацнальной характеристикой вмещающих его пород, — с другой стороны. Так, например, для одного и того же пласта чередование зон малой мощности и простого выдержанного строения, выдержанного слож­ ного строения, переменного строения и изменчивой мощности, рас­ щеплений, размывов-и др. должно выражаться соответствующим изменением (зональностью) подстилающих и перекрывающих пород.

161, 172, 179]. Отметим также ряд исследований других бассейнов [3,

К числу выявленных генетических связей можно отнести корреля­ ции между зональностью пласта п вмещающих пород, связь мощ­ ности и строения пласта с мощностью циклотемы, увеличение мощ­ ности и усложнение строения пласта вблизи зон расщепления, при­ уроченность многих размывов пласта к зонам его расщепления, связь более устойчивых пластов с лагунно-морскими осадками и др.

Вместе с тем проведенные исследования показали чрезвычайно большую сложность вопроса. Выявленные связи изменчивости уголь­ ного пласта с вмещающими осадками далеко не всегда носят жела­ емый четкий характер. Наблюдается известная автономность и до некоторой степени независимость пласта как такового п особенностей его строения от условий, в которых накапливались вмещающие породы. Так, установлено, что угольные пласты в разрезе формации могут быть приурочены к довольно широкому диапазону литофациальных типов осадков. Также известно, что общий характер угольных залежей, формирующихся на аллювиальных, дельтовых, озерных, лагунных, морских отложениях, неодинаков. Однако во многих случаях в пределах конкретных площадей морфологическая характе­ ристика пластов, приуроченных к разным обстановкам, может быть сходной. И, наоборот, пласт угля, образовавшийся в одной обста­ новке, например лагунно-заливной, очень часто обладает разной конкретной морфологической характеристикой (простое и сложное строение, изменение мощности, расщепление и др.). Следует указать также на неоднозначность трактовки фациальных и палеогеографиче­ ских условий накопления угленосных отложений. Отсюда и возникает нечетность, расплывчатость получаемых связей.

Способ сложной аналогии не является универсальным и не всегда обеспечивает требуемый уровень прогноза с высокой степенью надеж-

•100