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

По данным С. Кэя н Е. Баргхорна, фактические замеры отноше­ ния осей стволов в двух торфяниках составили ряд значений от 2 до 5,5 что отвечает усадке от 1,4 до 2,3, в среднем 2,0. Однако полу­ чаемые таким образом величины усадки торфяных залежей являются минимальными, ибо сжимаемость торфяной массы явно больше, чем древесных стволов. На основе использования радиоуглеродного метода на тех же торфяниках была установлена первоначальная мощность исходной залежи. Зная начальную и современную мощ­ ность торфяного пласта, С. Кэй и Е. Баргхорн непосредственно определили его общую усадку, которая составила 4. Таким образом, было выяснено раз­ личие между усадкой торфа

(4 : 1) и древесины (2 : 1). Из этого следует, что сокращение зале­ жей торфа можно определять по усадке стволов деревьев, увели­ чивая полученные значения вдвое.

Сплющенность обломков древесины можно использовать и для определения усадки вмещающих уголь пород [123, 141]. Но здесь возникают те же затруднения, связанные, с неодинаковым уплотне­ нием древесины и осадка.

Отметим еще два интересных и редких примера определения усадки, которые, правда, относятся не к углям, а к осадочным породам, но в принципе могут быть использованы и при чизучении усадки угольных пластов.

В нескольких образцах алевролитов из нижнепермской угленос­

Одни перышки растений располагались по напластованию (их длина не подверглась укороченпю при усадке), а другие были ориентиро­ ваны под углом примерно 45° к напластованию (их длина оказалась

23

уменьшенной вследствие усадкп). Подобное расположение перышек растений позволило определить степень сокращения мощности слоя осадка, в котором были захоронены эти растительные остатки (рис. 9). Полученные значения равны 1,45—1,54.

Пример Л. Фергюссоиа [195] касается определения усадки гли­ нистых сланцев с помощью замеров сплющенности раковинок бра: хнопод Crurithyris urei ( F l e m i n g ) . Сплющенность раковины определяется отношением ее длинной ы короткой осей (рис. 10). Помимо этого учитывается еще уплотнение самого осадка (аналогично

способу по конкрециям). Общая усадка слоя находится как произ­ ведение полученных двух величин и в конкретном случае равна 3 X X 2 = 6. Однако в эту цифру надо внести поправку. Судя по при­ веденным выше данным С. Кэя и Е. Боргхорна, отношение длинной и короткой осей раковины не есть величина усадки. В действитель­

в какой-либо его пачке) сравниваются два соседних разреза: один сложенный полностью углем, второй — углем и породным прослоем (рис. 11). В процессе уплотнения часть пласта (пачки), сложенная углем, сокращается в большей степени, чем соседний участок, содер­ жащий прослой породы вследствие неодинаковой усадки торфа и песчано-глинистых осадков. В результате угольные слои огибают породную линзу. Предполагая, что первоначально нижняя и верхняя границы исследуемой пачки были параллельны, можно определить

24

усадку. Расчет аналогичен примерам с конкрециями (см. рис. 6). Только в этом случае учитывается дополнительно усадка породного прослоя.

Рис. 11. Определение степени сокращения мощности торфяной залежи по пород­ ным прослоям (по 10. І-І. Приходько)

Фактических данных по использованию этого способа сравни­ тельно немного [181, 7, 123, 141]. Наиболее подробные результаты получены Ю. Н. Приходько для пластов длиннопламенных углей Интинского месторождения Печорского бассейна. Средняя величина степени сокращения мощности залежей составила здесь 5,9.

Величины усадки, опреде­ ляемые данным способом, от­ вечают, скорей всего, исход­ ным условиям уплотненного торфа, начиная с момента его захоронения, и сравнимы с ре­ зультатами расчетов по кон­ крециям.

По локальным изменениям мощности пласта и его соотно­ шениям с вмещающпші осад­ ками. Определение усадки по этому способу ограничено рядом условий, связанных с конкрет­

ными соотношениями в изменении мощности пласта, а также мощ­ ности и состава вмещающих его пород. Из имеющихся немногих данных [181, 241] укажем пример Г. Уанлесса, изучавшего камен­ ноугольные пласты западного Иллинойса.

25

На участке одного нз месторождений пласт угля подстилается пачкой песчаников (рис. 12). Мощность пласта в центральной части участка равна 1,8 м и постепенно уменьшается к бортам бассейна, вплоть до выклинивания. Пласт перекрывается глинистыми сланцами л известняками, которые имеют наибольшую мощность также в цент­ ральной части бассейна и выклиниваются к его краям. Выше зале­ гают глинистые и песчаные породы, имеющие одинаковую мощность над центральной и краевой частями бассейна. Формирование место­ рождения происходило следующим образом: 1) накопление подсти­ лающей толщи песчаников в дельтовых условиях, 2) образование вытянутого узкого канала или долины вследствие действия потоков

5,02

(1175) (1059) Д 4 5 ^ § ^

или течений с глубиной размыва 4,5—6 м, 3) торфонакопление в пре­ делах образовавшейся долины, максимальное в ее центральной части, где мощность торфяника могла достигать величин 4,5—6 м, 4) поднятие уровня вод, затопление торфяника, образование слан­ цев и известняков в пределах долины в результате уплотнения торфа, 5) формирование вышележащих осадков.

В конкретном случае глубина размыва подстилающих песчани­ ков может соответствовать первоначальной мощности древнего тор­ фяника в центральной части бассейна. Исходя из современной мощ­ ности пласта в этом месте, равной 1,8 м, усадка составляет 3 : 1.

выясняется первоначальная высота уровня вод (поверхности торфя­ ника) в пределах изучаемой площади относительно современного положения этого уровня. Имея эту величину и зная современную глубину залегания и мощность торфяной залежи, можно определить первоначальную мощность залежи и степень ее сокращения.

26

Так, в работе С. Кэя и Е. Баргхорна [208] была определена первоначальная высота уровня одного из североамериканских торфя­

моряна протяжении последних 7000 лет. Таким образом, было устано­ влено положение уровня торфяного болота в момент его формирова­ ния. На том же графике (см. рис. 14) показано положение образцов, взятых из кровли торфяника и испытавших перемещение вследствие усадки. Зная положение образцов из кровли залежи относительно современной поверхности и положение уровня вод в каждый момент

27