Файл: Егоров, А. И. Очерки угленакопления.pdf

А. А. Любер считала, что в верхней части ашлярикской сви­ ты доля папоротников и птеридоспермов была значительно большей; в спорово-пыльцевом комплексе, по ее мнению, 40%, на границе с карагандинской свитой даже 53% (Любер, 1955). Более новые данные (Геология Карагандинского угольного бас­ сейна, 1972) подтверждают эти цифры только для Самарской площади, по показывают возрастание количества их спор, а также спор каламитов и пыльцы хвойных на всех изученных площадях вверх по стратиграфическому разрезу.

Ввизейских черных известковистых алевролитах с расти­ тельным детритом, распространенных на юго-западе Алтае-Са- япской горной области, обнаружено обилие спор плауновых, членистостебельных, папоротников и птеридоспермов (Дрягина, 1966). К сожалению, соотношение спор разных групп растений не приводится.

ВСреднем Приангарье, лежавшем в визейское время намно­ го севернее Казахстана и Саян, в низах тушамской свиты спо­ рово-пыльцевой комплекс показывает, что здесь господствовали

тальное количество приходится на долю пыльцы примитивных хвойных, а также спор папоротников п птеридоспермов. В этих же отложениях найден отпечаток раннекарбонового лепидоден­ дрона (Гутова и Рябей, 1966; Дибнер и Любер, 1968 и др.). До­ вольно сходный комплекс встречен па Кемпендейских подняти­ ях Сибирской платформы (Михайлова и Фрадкина, 1966).

Даже такой краткий обзор визейской растительности разных климатических зон, охватывавших территорию Советского Сою­ за, показывает существенные различия зональных сообществ. Наиболее важные, судя по спорово-пыльцевым и палеоботани­ ческим данным: 1) трех-, четырехкратное уменьшение количе­ ства членистостебельных в относительно менее увлажненной (по сравнению с экваториальной влажной областью) тропичес­ кой зоне, пересекавшей в визе центральную часть Русской плат­ формы и Приуралья; 2) завоевание членистостебельиымн гос­ подствующего положения по мере продвижения в высокие ши­ роты умеренного гумидпого пояса; 3) уменьшение их роли в конце визе и особенно в намюре; 4) резкое увеличение в субарндпой зоне количества плауновых (главным образом древо­ видных на заболоченных пространствах и в меньшей степени кустарниковых, мелких форм на суше, окружающей болота) и постепенное уменьшение их роли в более северном гумидном поясе по мере продвижения в высокие широты; 5) роль настоя­

107

щих папоротников (но не семенных!) как углеобразователей уменьшается в субаридиой зоне и в высоких широтах.

Такие заметно разные соотношения групп растений-углеоб- разователей в разных зонах неизбежно должны были прояв­ ляться в различиях исходной биомассы древних торфяников, а значит, п химическом составе и петрографических типах углей

(рис. 8).

Рис. 8. Схема расположения сообществ визейских растений-углеобразовате- лей и типов углей относительно климатических зон.

7 — плауиовые; 8 — членпстостебельные; 9 — папоротники п птеридоспермы; 10 — различные прочие растенпя-углеобразователи.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОРФОНАКОПЛЕНИЯ

Н. М. Страховым обстоятельно описаны условия накопления осадков, в том числе торфа и минерального питания водоемов, в гумидных и аридных зонах (Страхов, 1960— 1962, 1963), и нет нужды повторять здесь найденные им основные закономернос­ ти. Следует только еще и еще раз подчеркнуть, что зональные

108

различия среды, создаваемые климатическими условиями в бо­ лотах разных поясов, управляют процессами преобразования растительной массы, торфа и на постседпментацпопной стадии. Торфообразоваиие — очень сложный и м н о г о ф а з н ы й про­ цесс, сильно варьирующийся в разных климатических зонах. Выявление роли климата в формировании определенных свойств торфяника, физических (вещественных) и химических свойств торфа (угля) трудно. Прежде всего трудности возникают из-за нечеткости границ климатических поясов, подчас малой конт­ растности зональных свойств. Кроме того, по образному выра­ жению Н. М. Страхова, «гумпдные зоны в целом образуют как бы сложную решетку, в отверстия которой, вытянутые в общем по широте, как бы вставлены аридные области разных размеров и конфигураций» (Страхов, 1960). Такое мозаичное сочетание разных климатических (а значит, и геохимических) обстановок, наблюдаемое в современную, юрскую, раннекаменноугольную и в некоторые другие эпохи, создавало большое разнообразие тор­ фяников иногда даже в пределах небольших регионов. И всетаки, как показано выше, зональность растительности улавли­ вается даже для отдаленной эпохи раннего карбона.

Климат формирует не только характер торфообразующей растительности. В тех же или очень сходных климатических об­ становках совершается перерождение растительных остатков в торф, поэтому некоторые х и м и ч е с к и е особенности тканей живого растения будут свойственны и торфу, определят на пер­ вых стадиях разложения накопленных веществ те или иные ин­ дивидуальные отличия разных торфяников. К таким особеннос­ тям следует отнести, например, состав неорганических (или ор­ гано-минеральных) соединений, разных в различных .климати­ ческих зонах и у отдельных типов растений. Эти примеси могут иногда выступать в качестве элементов, формирующих химиче­ ский потенциал среды, в роли катализаторов и т. п. В частнос­ ти, отмечено, что при большом изменении первоначального со­ става глинистых минералов торфяника и их соотношения орга­ ническое вещество также глубоко изменилось и достигло химической стабильности, т. е. процессы преобразования орга­ нического и глинистого вещества в осадках на торфяной стадии взаимосвязаны (Тимофеев и Боголюбова, 1970).

Характеру минерального питания торфяных болот придают большое значение многие исследователи процессов торфонакоплення (Н. Г. Титов, К. К- Лебедев и др.), когда рассматривают причины, порождающие различия торфов. Так, К. К. Лебедев пишет: «Пока в минеральном питании залежи не произошло существенных изменений, ее физико-химический режим, а еле-

109

довательпо, и биохимическая характеристика остаются более или менее постоянными... Устойчивостью физико-химичесКОго режима напластований торфа и объясняется формирование раз­ новидностей торфяного вещества, специфических столько же для ботанических видов торфа, сколько и для типов минераль­ ного питания» (Лебедев, 1959 а).

Минеральное питание болотной ванны осуществляется раз­ ными путями. Большая часть солей и минеральной взвеси сно­ сится в болото с окружающей суши, но иногда в большом ко­ личестве поступает из очень отдаленных областей с медленно текущими водами равнинных рек. Следовательно, в процессах торфонаконления играют большую роль не только физико-гео­ графические условия самой болотистой низменности, но и более обширных площадей, откуда воды стекают или через которые они проходят, прежде чем влиться в торфяное болото (Страхов, 1960— 1962; Войткевич, Закруткин, 1971). Например, питание раннекарбоновых прибрежных болот Подмосковья, широкой ду­ гой опоясывавших выступ семиаридной зоны, осуществлялось реками, стекавшими: 1) с окраины Балтийского щита, покрытой мощной докарбоиовой корой выветривания с залежами бокси­ тов и железных руд, 2) с западной части Воронежской антеклизы, лежавшей во влажной экваториальной зоне (эти воды пи­ тали юго-запад бассейна) и 3) с восточной окраины той же антеклнзы, где выветривание и почвообразование шло в более сухом климате. Так как равнинные реки 80—85% органическо­ го вещества переносят в растворенном состоянии, то оно осо­ бенно легко трансформируется в связи с изменением среды в процессе транспортировки. Химический состав вод, питавших разные части Подмосковного бассейна в эпоху визейского торфопакоплепия, был очень разный, и это в немалой степени обу­ словило различный характер торфяников (и углей).

Меняющийся под влиянием внешнего воздействия химизм поверхностных вод болота в меньшей степени отражается на процессах, протекающих в глубинных слоях торфяной залежи. Это объясняется тем, что «химические соединения, которые бу­ дут освобождаться при разложении отмершей растительной массы, определяются, конечно, характером торфообразующей растительности. На процесс же дальнейшего изменения этих веществ и промежуточные стадии на пути их к углефикации в

вторжение солоноватых и соленых вод (при геоморфологических перестройках или опускании ложа прибрежного болота) может

110

изменить химический потенциал среды, стимулировать биохими­ ческое разложение растительной массы. В зрелом торфе перио­ дические кратковременные проникновения соленых вод в болот­ ную ванну, по наблюдениям В. П. Бабенко, оказывают влияние только на очень топкий слой из-за очень малой проницаемости хорошо разложенной торфяной массы. Именно это свойство позволяет использовать торф для уменьшения фильтрации вод из каналов (например, канала нм. Москвы).

В нормальном разрезе торфяника величина pH растет с глу­ биной, т. е. происходит смена кислой среды нейтральной и да­ же восстановительной. Поэтому накопление гуминовых кислот, связанное с окислением материала, происходит преимуществен­ но в верхних слоях залежи при медленном сдвиге pH к нейт­ ральным значениям, а процессы накопления негидролизуемых веществ, имеющих восстановительный характер, в более глубо­ ких слоях залежи (Лебедев, 1959 6). В синтез негидролизуемых соединений включаются те исходные вещества, которые при иных условиях были бы израсходованы на гумнновую фракцию. К. К. Лебедев подчеркивает принципиально иной характер про­ цессов, протекающих в глубинных слоях торфяника, в более или менее восстановительной среде: «Негидролнзуемый остаток не только обогащается водородом и азотом, по в нем увеличи­ вается содержание метоксильных групп, что делает очевидным включение в пегидгролизуемый комплекс восстанавливающихся низших компонентов... Негидролизуемый остаток торфа вклю­ чает в себя помимо более или менее измененного лигнина рас- тений-торфообразователей, кутни, суберин, спорополенины, а

Гинзбург, 1960; Аммосов, 1953). В чем причина такого несоот­ ветствия? И так ли мало суберинсодержащих тканей в углях? Изучение форменных остатков в угле, так называемых фитералов, большое значение которых для понимания вещественного состава углей бесспорно, показало (Дроздова, Корженевская, Лапо, 1971; Вырвич, Лапо, 1970; Иносова, 1969; Ларищев, 1949 и др.) даже при несовершенстве современных методов исследо­ вания угольного вещества, значительно большее участие субе­ ринсодержащих тканей в образовании г е л и ф и ц и р о в а н -

111