Условия залегания угольных формаций и классификации

Скопления ископаемых углей, залегающие во вмещающих осадочных и вулканогенно-осадочных толщах, образуют изолированные геологические тела, обладающие определенными первичными и вторичными признаками (литолого-петрографическим составом, мощностью, морфологией строения залежи, тектоническими особенностями, степенью метаморфизма), определяющими промышленную значимость угленосной формации.

Угленосная формация (coal-bearing formation) - комплекс чередующихся полигенетических и полифациальных, преимущественно континентальных (иногда с участием прибрежно-морских) терригенных, хемогенных и биогенных осадочных горных пород, связанных единством места образования в условиях гумидного климата в результате длительного опускания участка земной коры при близком к компенсированному режиме осадко- и торфонакопления, подвергающейся разнообразным изменениям, вплоть до полного разрушения (Портнов, 1991)

Подавляющему большинству угленосных формаций свойствен пластовый характер залегания ископаемых углей между почти параллельными напластованиями вмещающих пород на обширных площадях при небольшой по сравнению с площадью распространения мощности [109; 111].

В прибрежно-морских и прибрежно-бассейновых (лагунной, дельтовой) обстановках осадконакопления, характерных для угленосных формаций, приуроченных к переходным (от орогенных к платформенным) областям, угольные пласты формировались на огромных площадях, измеряемых сотнями км . Мощность отдельных пластов - от см до нескольких м, при относительно высокой выдержанности морфологических черт.

Внутриконтинентальная (озерная, озерно-болотная, речная) обстановка осадконакопления обусловила более ограниченное по площади распространение пластов, во многих случаях их линзовидную форму.

Выдержанность морфологии угольных пластов, оцениваемая обычно на площадях в несколько км2, отражается региональное и локальное расщепление - результат прерывистых дифференцированных погружений дна бассейна, неравномерного сноса песчано-глинистого материала, колебаний уровня вод и др. [32;71;146].

Изменение мощностей пластов обусловливается неровностями ложа торфяника и размывами, как в процессе накопления, так и после захоронения торфяников и углей овражно-речной сетью или морской трансгрессией.

Сохранность угольных пластов нарушается процессами карстообразования в подстилающих угленосную толщу отложениях, выгоранием пластов, возникшим в результате окисления угля атмосферным воздухом, воздействием тектонических подвижек, приводящим к пережимам и раздувам, а также ассимиляцией угля изверженными породами, внедрившимися в угленосную толщу.

Залегание угольных пластов характеризуется большим разнообразием. Лишь в некоторых бассейнах и месторождениях платформенной группы угольные пласты характеризуются слабоволнистым, почти горизонтальным ненарушенным залеганием. В большей же части угленосные отложения подвержены складкообразованию, сопровождаемому разрывными нарушениями (рис. 2.5).

В практике разведки и эксплуатации условия залегания угольных пластов оцениваются для локальных участков крупных бассейнов и месторождений с запасами угля, обеспечивающими работу шахты (углеразреза). В масштабе шахтных (карьерных) полей ведущими структурными формами являются: моноклинали - крылья пологих синеклиз и антеклиз платформ, а также крылья и замковые части крупных синклиналей и антиклиналей; ограниченные по размерам брахискладки и участки с сопряжением различных складчатых форм более мелких порядков.

Рис. 2.5. Осложнения морфологии и залегания угольных пластов в результате: а) неровностей ложа торфяников (Подмосковный бассейн); б) внедрение в уголь песчаников;

в, г) размывов (Донбасс); д) карстовых просадок в подстилающие угленосные отложения породах (Подмосковный бассейн); е) выгорание угля с образованием «горельников» (Кузбасс); ж) внедрение магматических тел (Тунгусский бассейн); з) мелкоамплитудной тектонической нарушенности (Донбасс).

1 - Уголь; 2 -глина; 3 -алевролит; 4 - магматические породы;

5 - «горельники»; 6) разрывные нарушения

Применительно к действующим принципам геолого-промышленной оценки угольные месторождения и угленосные площади по степени сложности геологического строения подразделяются с учётом выдержанности морфологии угольных пластов и качества угля, а также характера проявления тектоники на три группы: к первой группе относятся месторождения (участки) простого строения с выдержанными мощностями основных рабочих пластов, характеризующихся ненарушенным или слабонарушенным залеганием; ко второй — месторождения (участки) сложного строения с изменчивой мощностью и строением большей части угольных пластов либо с невыдержанным качеством углей, а также угленосные площади, на которых при выдержанной морфологии основных пластов залегание последних - сложно складчатое или интенсивно нарушено разрывами; третью группу составляют месторождения (участки) очень сложного строения, интенсивно нарушенные складчатостью и разрывами, мелко блочным залеганием или сложной изменчивой морфологией угольных пластов [28;30;32].

За полуторавековую историю систематизации угленосных формаций бассейнов, месторождений и площадей наметилось два подхода к решению проблемы: генетических и эталонный (описательный).

Классификация угленосных формаций

по геодинамическим типам осадочных бассейнов

Таблица 2.7

(поА.С. Тараканову, 1992)

В 1997 году В.М.

Таблица 2.8

Схема тектоно-генетической классификации угленосных формаций на геодинамической основе (по В.М. Богомазову, 1997)