Лекция 27. Месторождения углей и горючих сланцев
Месторождения твердых горючих ископаемых (торф, бурый и каменный уголь, горючие сланцы) являются биохимическими осадочными месторождениями. Они сходны по своему составу, состоят из углеродистого органического вещества и имеют биогенное осадочное происхождение.
Первичное органическое вещество для углеобразования может быть гумусовым и сапропелевым.
Гумусовые осадки возникали при накоплении на дне водоемов высших растений. Гумусовое вещество может быть автохтонным, образовавшимся на месте роста растений или аллохтонным, представленным переотложенными остатками растений. Если накопление растительной массы происходило в озерно-болотных условиях, то возникали лимнические месторождения угля, а если в прибрежных зонах морей, тогда формировались паралические месторождения угля. Для первых характерна ассоциация углей и угленосных терригенных континентальных отложений, для вторых – ассоциация углей с угленосными карбонатными и песчано-глинистыми приобрежно-морскими отложениями. В прибрежных зонах водоемов и болотах происходило первичное разложение растительной массы с образованием торфа. Торфообразование протекает в болотах при ограниченном доступе кислорода. Торф представляет собой смесь неразложившихся остатков растений, продуктов их разложения и образовавшихся органических кислот. Торф является исходным органическим осадком для образования гумусовых углей, имеющих наибольшее практическое значение.
Сапропелевые осадки формировались при накоплении на дне водоемов остатков низших растений, главным образом планктонных водорослей. При отмирании и осаждении на дно водоемов они смешиваются с неорганическими илом и образуют осадок, называемый сапропелем. Разложение органического вещества сапропеля под слоем воды приводит к битуминизации. Степень разложения органического вещества зависит от продолжительности и интенсивности биохимического процесса. Сапропелевые осадки служили исходным материалом для образования сапропелевых углей, а также для других видов горючих полезных ископаемых – горючих сланцев и нефти.
Процесс накопления исходного органического осадка углей происходил в основном при торфообразовании и сапропелеобразовании. В природе может быть и промежуточный процесс накопления смешанного осадка, состоящего из продуктов разложения водорослей и наземных растений. По составу осадки, состоящие из гумусовых и сапропелевых веществ, можно выделить как гумусо-сапропелевые.
Захоронение органической массы под перекрывающими осадками, диагенез и последующий метаморфизм приводили к углефикации и образованию ископаемых углей. В процессе углефикации органическая масса осадка (торф, сапропель) изменяется с последовательным превращением в бурый уголь, каменный уголь, антрацит, шунгит и графит. При этом увеличивается содержание углерода и изменяются физические и химико-технологические свойства углей.
Угленосные формации подразделяют на платформенные, геосинклинальные и промежуточные.
Платформенные угленосные формации находятся в чехле древних и молодых платформ. К этой угленосной формации принадлежат месторождения Подмосковского, Канско-Ачинского, Иркутского, Тунгусского и других угольных бассейнов. Для них характерны относительно небольшая мощность угленосных толщ, достигающая нескольких сотен метров в чехле древних платформ и первых тысяч метров в молодых платформах . небольшое количество угольных пластов . большая мощность угольных пластов . субгоризонтальное залегание пластов и слабый метаморфизм углей.
Геосинклинальные угленосные толщи представлены в Донецком, Карагандинском, Кузбасском, Печорском и других угольных бассейнах. Для них характерны значительная мощность угленосных толщ, достигающая десятков километров . большое число угольных пластов . небольшая мощность пластов . интенсивная складчатость и нарушенность разломами . высокая степень метаморфизма углей.
Промежуточные угленосные формации находятся в посторогенных прогибах и внутри крупных депрессий. Они находятся в Экибастузском, Минусинском, Буреинском, Челябинском и других угольных бассейнах. Для таких угленосных формаций характерны средняя мощность угленосных толщ, не превышающая нескольких километров . небольшое количество угольных пластов различной мощности . незначительная тектоническая нарушенность угленосных толщ и невысокая степень метаморфизма углей.
Месторождения угля известны в разновозрастных осадочных толщах, начиная с силурийского периода. Выделяют три главные эпохи углеобразования: поздний карбон – раняя пермь, поздняя юра – ранний мел и поздний мел – миоцен.
