Угленосная формация

Угленосная формация — комплекс осадочных полифациальных, т.е. образованных в разных условиях/ морские, переходные и континентальные/ пород, содержащих пласты углей.

Угольные пласты, переслаиваясь с осадочными породами /песчаники, алевролиты, аргиллиты, известняки и др./, образуют угленосную формацию /угленосную толщу или угленосные отложения/, которая характеризуется определенной мощностью и площадью распространения. Типы угленосных формаций выделяют по стратиграфическому /нижне - и среднекаменно-угольная формации ископаемых углей Донбасса, палеогеновая формация бурых углей Правобережной Украины и т.д./ и по географическому /Донецкая, Кавказская угленосные формации и др./ принципам, по составу пород /глинистая, песчанистая угленосные формации и др./.

Образование угленосных формаций, как и толщ осадочных пород, происходит на общем фоне погружения площади с попеременным чередованием восходящих и нисходящих движений, сопровождающемся сносом в пониженный участки продуктов размыва пород повышенных частей рельефа. При переносе осуществляется разделение /дифференциация/ рыхлого материала по крупности и плотности обломков. Последовательность отложения осадков такова: в прибрежной полосе - торфяники, далее в сторону моря - береговой ил, пески, глины и известняки /рис.10/. При подъеме площади понижается уровень воды /регрессия моря/, в сторону моря перемещается прибрежная полоса, где формируется торфяник, а вслед за ним откладываются береговой ил, пески, глины и известняки. Торфяник, ранее сформировавшийся и оказавшийся на поверхности континента, разрушается эрозионными процессами /рис.13, позиции 2, 3/.

Благоприятные для формирования угольного пласта условия создает опускание площади и наступление моря /трансгрессия моря/, что приводит к перемещению прибрежной полосы в сторону континента. На торфянике откладывается береговой ил, из которого в процессе диагенеза образуются аргиллиты и алевролиты, пески /песчаники/, глины /аргиллиты/ и известняки /рис.13, позиции 5, 6/.

Из осадочных пород, слагающих угленосную формацию, наиболее распространены песчаники /пески/, алевролиты /алевриты/, аргиллиты /глины/ и известняки. Иногда аргиллиты называют глинистыми сланцами, алевролиты - песчаными или песчанистыми сланцами, а их переслаивание - песчано-глинистыми сланцами. Употребление термина " сланец" неверно, так как он применяется при характеристике метаморфических пород /кристаллические сланцы, слюдяные сланцы и т.д./. В метаморфических породах сланцеватость возникает в условиях одностороннего давления за счет вышележащих толщ при повышенных температурах и выражается ориентированным расположением образованных при метаморфизме новых минералов /слюда, амфиболы и др./. Еe не следует путать со слоистостью осадочных пород, слагающих угленосные формации, обусловленной поступлением различного по составу обломочного материала на дно бассейна в процессе накопления осадков. Среди метаморфических пород существование ископаемых углей и углистых пород невозможно, так как они в процессе метаморфизма были бы превращены в шунгиты, графиты и графитсодержащие сланцы. Необходимо обратить внимание на то, что угли подвергаются метаморфизму различной интенсивности, о чем свидетельствует разнообразие марок от Б до А. Но процессы преобразования пород осадочной угленосной формации не проявились настолько глубоко, чтобы их можно было бы отнести к метаморфическим.

Залегающая в почве угольного пласта порода /аргиллит, алевролит, реже - песчаник/, содержащая корни растений, и поэтому характеризующаяся нарушенным /" кучерявым" / сложением, называется " кучерявчиком". " Кучерявчик" - ископаемая почва торфяника. В пластах углей иногда присутствуют маломощные прослои глинистого состава, сложенные вулканическим пеплом, которые называются тонштейнами.

Горелые породы, или горельники, - обожженные поверхностным или подземным пожаром плотно спекшиеся и трудно поддающиеся разрушению породы различного состава.

Конкреции /стяжения/ - самостоятельные тела карбонатного и сульфидного составов округлой или эллипсоидальной формы размером до 1 м более, размещающиеся согласно со слоистостью в осадочных породах и образовавшиеся в процессе диагенеза осадков /превращение осадка в породу/.

Характерная особенность угленосных формаций - ритмичность строения, обусловленная цикличностью колебательных движений области осадконакопления. В интервалах залегания выделяют полные /последовательная смена в разрезе пород от углей к известнякам и обратно/ и неполные /отдельные типы пород выпадают/ритмы.

Площади непрерывного распространения угленосных формаций колеблются от нескольких квадратных километров до сотен тысяч квадратных километров, мощность - от десятков метров до 10 км и более.

В зависимости от геотектонического режима осадконакопления угленосные формации подразделяются на геосинклинальный, переходный и платформенный генетические типы.

Признаками угленосных формаций геосинклинальиого типа являются широкое площадное распространение/до нескольких тысяч квадратных километров/, значительная мощность /от сотен до нескольких тысяч метров/; выдержанность разреза угленосных отложений на большой площади, значительное количество угольных пластов /от десятков до сотен; десятки пластов рабочай мощности/, выдержанное и относительно выдержанное строение пластов углей средних и тонких по мощности, разнообразие марок углей /от бурых до антрацитов/ и др. Геосинклинальное происхождение имеют, в частности, угленосные формации Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского бассейнов, платформенное - Подмосковного, Канско-Ачинского, Днепровского и некоторых других бассейнов.

В крупных регионах может происходить накопление двух и более разновозрастных угленосных формаций /например, на Украине в карбоне -геосинклинальная формация каменных углей в Донбассе и в палеогене -платформенная бурых углей в Днепробассе/.

Угленосные формации характеризуются коэффициентом угленосности и углеплотностью.

Коэффициент угленосности представляет собой отношение суммарной мощности h угольных пластов к мощности угленосной формации H, %:

Для Донбасса коэффициент угленосности составляет 0, 6-0, 7 %, для Кузбасса - 1.6-1, 8%, Экибастузского бассейна – 25 %, Канско-Ачинского бассейна – 45 %.

Углеплотносгь характеризуется отношанием количества запасов в тоннах к площади угленосной формации в квадратных километрах /см. табл.2.2/.

4.5. Угленосные провинции, угольные бассейны и месторождения

Академик П.И.Степанов в 1937 г. выдвинул концепцию " поясов и узлов углеобразования" /рис.14/. Пояс углеобразования - древняя зона на земной поверхности, на территории которой в определенный геологический период обильно накапливались угленосные отложения и растительнaя масса. Узел углеобразования - изолированная наиболее угленасыщенная площадь в составе пояса углеобразования, в пределах которой сосредоточена основная масса запасов углей соответствующего возраста.

Угленосная провинция по смыслу идентична узлу углеобразования и представляет собой огромную площадь, включающую в себя угольные бассейны и месторождения с одновозрастным осадконакоплением и углеобразованием в близких физико-географических условиях, приуроченных к крупной региональной структуре. В СНГ выделяются, в частности, такие угленосные провинции: карбоновые Донецко-Кавказская, Московско-Уральская и Казахстанская; пермские Печорская, Карагандинская; нижнемезозойские Восточно-Уральская, Среднеазиатская; верхнемезозойские Забайкальская, Ленская и др., кайнозойские Украинская, Камчатская.

Угольный бассейн - крупная /десятки - сотни тысяч квадратных километров/ площадь сплошного или прерывистого развития угленосных отложений со значительными запасами угля, характеризующаяся общностью осадко- и угленакопления, приуроченная к единой тектонической структуре.

В зависимости от степени обнаженности угленосной толщи выделяются различные типы бассейнов:

открытые, где угленосные отложения обнажаются на дневной поверхности, но могут быть перекрыты наносами /например, Кузбасс/;

полуоткрытые или полузакрытые, где только часть угленосных отложений обнажается на дневной поверхности, остальное скрыто под отложениями более молодого возраста /например. Донецкий и Карагандинский бассейны/;

закрытые, где угленосные отложения сплошь перекрыты более молодыми осадочными породами /например. Челябинский бассейн/. В пределах бассейна может находиться несколько угольных месторождений.

Угольное месторождение - занимающее определенное стратиграфическое положение в осадочной толще земной коры естественное скопление угленосных отложений с пластами углей на площади десятки - сотни квадратных километров, которое экономически целесообразно разрабатывать.

Иногда вместо термина " месторождение" употребляют термин " угленосный район". Это - совокупность угольных месторождений, разобщенных в результате тектонических или эрозионных процессов. В Донецком бассейне известно 30 угленосных /геолого-промышленных/ районов /Алмазно-Марьевский, Селезневский и др./.

Большие угленосные площади, на которых не доказано непрерывное развитие угленосных отложений с пластами углей, называют угленосными площадями и угленосными областями.

Углепроявление - угленосная площадь с небольшими или неустановленными запасами углей.