книги из ГПНТБ / Черноусов Я.М. Уголь на Урале

Угленосные отложения верхнетриасового (возможно триас-юр-

•ского) возраста разделены на следующие свиты и горизонты (снизу вверх): подугольную свиту, нижнюю угольную, промежуточный го­ ризонт, верхнюю угольную свиту и надугольный горизонт.

Подугольная свита залегает на размытой поверхности па­ леозойских образований. Мощность свиты весьма неустойчива и изменяется от 20 до 650 м. Промышленной угленосности в пределах свиты не отмечено. Свита разделена на три горизонта: пестроцвет­ ный, конгломератовый и аргиллито-песчаниковый.

Нижняя угольная свита расчленена на три горизонта: нижний (или четвертый угольный), промежуточный и верхний (или третий угольный). Нижний угольный горизонт распространен повсе­ местно. Состоит он из комплекса угольных пластов и пачек, - разде­ ленных слоями аргиллитов, песчаников и конгломератов. Мощность крайне неустойчива — от 23 до 180 м. Количество угольных пачек изменяется от 9 до 60 и более.

Промежуточный горизонт представлен преимущественно

.песчаниками (до 95%) с прослоями аргиллитов и алевролитов. Мощность его от 7 до 140 м..

Верхний (третий) угольный горизонт имеет повсеместное распространение. Мощность его возрастает с севера на юг, на севере— от 50 до 70 м (разрез № 1), на юге — от 25 до 140 лг (разрез № 5).

Безугольный горизонт состоит из аргиллитов и алевролитов, которые на разрезе № 1 замещаются гравелитами и конгломерата­ ми. Мощность горизонта достигает 145 м (разрез № 3). В ряде мест мощность внутриформационных конгломератов определяется в 20 л.

Верхняя угольная свита распространена только в райо­ нах разрезов №№ 1, 3 и 4. На разрезе № J мощность ее — 50—60 л,

на разрезе № 3 — до 52 м, а на разрезе № 4 —до 27 л. Следует отметить, что на разрезе № 4 верхняя угольная свита почти не со­

и синклинальными складками второго порядка. В северной части известны четыре синклинали, разделенные пологими антиклиналь­ ными складками. В районе разреза № 1 имеется только одна син­ клиналь, в районе разреза № 3 прослеживаются четыре синклиналь­ ные и три антиклинальные складки, в районе разреза № 4 выде­ ляются западная, центральная и восточная синклинали. Подмечено, -что в ряде мест оказываются более крутыми то восточные, то за­

падные крылья синклинальных складок. Но, как правило, восточные -.крылья имеют более крутые углы падения.

На месторождении имеются два основных разлома: главный -западный и главный восточный. Между ними заключена угленосная депрессия. Главный западный разлом является продолжением на северо-запад восточного надвига Богословско-Веселовской депрессии. ВостЬчный надвиг прослежен на Волчанском месторождении и Гри­ горьевском участке. В южной части Волчанского месторождения он рисуется в виде взброса с падением на восток под углом 62°. Кроме указанных разломов, на месторождении известен взброс северо-

106

.■западного простирания. На юге он ответвляется от восточного на­

70—80°. Разлом типа надвига, по-видимому, проходит в районе раз­ реза № 2. Озеро Малое имеет, вероятно, тектоническое происхожде­ ние. Вследствие развития зоны разлома уголь в центральной части

разрезов №№ 2 и 3 оказался перетертым и загрязненным водными

.потоками, сопровождавшими возникновение разлома. Нарушение типа сброса устанавливается в северной части месторождения. Оно имеет простирание, близкое к широтному. Благодаря сбросовому характеру данного нарушения, северная часть месторождения испы­ тала при процессе угленакопления погружение, в результате чего здесь отмечается распространение конгломератов мощностью свыше «00 м.

Угленосность связана с двумя угольными свитами: верх­ ней и нижней, расстояние между которыми, как правило, возра­ стает с запада на восток (от 27,55 м на западе до 65,10 м на востоке).

Мощность нижней свиты неустойчива по падению и простира­ нию. Понижение мощности происходит к северу и к югу. Так, в цент­ ральной части месторождения мощность свиты по скважине 61 со­ ставляет 180,9 м (при мощности угля 98,3 м и при коэффициенте

угленосности 54,6%), а на севере по скважине № 1 мощность свиты составляет 45,8 м (мощность угля—11,2 м, коэффициент угленосно­

0,2%).

Зона максимальной мощности нижней свиты, совпадая в основ­ ном с осевой частью депрессии, в северной части приурочена к се­ редине месторождения, затем перемешается на восток (в районе

25,65 м. Мощность «чистого» угля соответственно изменяется от 15,25 до 24,95 м, а коэффициент угленосности — от 84 до 99%. К настоя­

щему времени она отработана.

Количество породных прослойков в угольных свитах иногда превышает 90.

Замечено, что степень угленасыщенности возрастает снизу вверх

стратиграфического разреза.

Качество углей. На месторождении распространены угли в ос­ новном двух генетических классов: гумитолиты и антраксилиты (в данном случае лигниты). В составе гумитолитов выделено три главных петрографических типа: клареновый, кларено-дю.реновый (дюрено-клареновый) и дюреновый. Клареновый тип — это полу­ блестящие, полосчатые угли. Под микроскопом состоят из основной массы красно-бурого цвета и форменных элементов — спор, пыльцы, редко кутикулы и смолы. Содержание золы обычно не превы­ шает 10%.

Кларено-дюреновые угли принадлежат к полуматовым. Под микроскопом выделяется значительное количество форменных эле­

107

ментов, фюзена (до 27%) и минеральных веществ. Витренизированные ткани также играют заметную роль. Зольность угля составляет около 15%.

Дюреновые угли — матовые. Под микроскопом основная масса-

прозрачна, но с большим содержанием непрозрачного фюзенового вещества (до 66%). Содержание золы около 20%.

А-нтраксилиты относятся по отражательной способности к полуматовым углям. Структура лигнитовая, нередко с годичными-

кольцами. Под микроскопом эти угли всегда прозрачны. Количество витренизированного вещества составляет 75—100%. Особенностью, данных углей является незначительное содержание золы (около 7%)..

Лишь в том случае, если между обломками обуглероженной древе­ сины присутствует глинистое вещество, зольность оказывается по­ вышенной. Гумитолиты встречаются преимущественно в осевой, части депрессии, антраксилиты широко распространены в перифери­ ческих частях ее. Химические анализы многочисленного количества проб сведены в таблицу 9.

»4 13,99 14,76 45,6 0,39 71,81 4,81 23,37 6539

»5 14,16 12,88'45,6 0,53 71,27 4,55 24,17 6479

»6 16,18 19,58:45,4 0,65 71,35 4,83 24,75 6413

»Северо-за- 13,45 23,02 46,5 0,27 68,74 4,96 27,85 6339

падн. син­

Угли относятся к бурым, используются как -энергетическое топ­ ливо.

Образование угленосной депрессии связывается с возникновением двух более или менее параллельных разломов, опре­

108

деливших собой образование грабена. Формирование месторождения происходило при неравномерном дифференциальном движений бло­ ков. Попеременное относительное погружение то восточной, то за­ падной частей депрессии обусловило закономерности изменения лито­ логического состава, угленосности и качественных свойств углей.

Месторождение разрабатывается открытым способом. Возмож­ ные притоки воды в разрезы, по-видимому, не будут превышать

1000 м3/час.

Григорьевское месторождение

Является северным продолжением Волчанского месторождения и расположено близ ст. Козья. Разведывалось в годы Великой Оте­ чественной войны. Угленосные отложения мощностью не белее 120 м

залегают на размытой поверхности палеозойского фундамента. В ос­ новании лежат пестроцветы мощностью 10—12 м, на них залегает песчано-конгломератовая толща мощностью 60 м, состоящая из пес­ чаников, гравелитов и конгломератов (60%) с прослоями алевроли­ тов и аргиллитов (40%). Мощность залегающей выше угольной сви­

ты колеблется от 10 до 60 м (в среднем 30 м).

Структура месторождения — асимметричная синклиналь северо-

восточного простирания. К северу синклиналь замыкается, к югу по­ гружается. Углы падения западного крыла — 20—35°, на востоке па­ дение более крутое. Двумя пологими антиклинальными поднятиями синклиналь расчленена на три синклинальные складки: западную, центральную и восточную.

Угленосность прослежена по простиранию на 1,6 км. Глубина залегания угольных пластов от 4,5 до 45,55 м. Установлено до вось­ ми угольных пластов мощностью от 0,71 до 2,95 м. Кроме того, имеет­ ся шесть пропластков мощностью до 0,30 м.

6317 калорий. Угли Григорьевского месторождения, таким образом, отличаются от во'лчанских углей более высоким содержанием водо­

рода и серы.

Богословское месторождение

Находится в 45 км к северо-западу от г. Серова, в непосредст­

нов дал описание геологического строения района. Затем разведоч­ ные работы начали Осуществляться в крупных масштабах, и в 1940 го­ ду. А. Ф. Кабаков составил сводный геологический отчет. Возраст угленосных отложений по остаткам флоры изучали А. Н. Криштофович и В. Д. Принада (1933, 1937, 1940), петрографическое иссле­ дование углей производили С. Н. Наумова и Н. Н. Лебедев (1940).

Наибольшего развития геологоразведочные работы достигли во

109

внутриформационного размыва. В южной части месторождения мощ­

ность горизонта уменьшается до 30 м.

Угольная свита В имеет мощность до 13 м. Наиболеепроизводительные участки ее отработаны. Свита состоит из пачек, углей, разделенных породными прослойками — аргиллитами и але­ вролитами.

Верхний промежуточный горизонт сложен песчани­ ками, алевролитами и аргиллитами. Горизонт имеет ограниченное распространение (срезан эрозией) и небольшую мощность — до 50 лк Угольная свита А почти полностью отработана. Средняя

мощность ее не превышала 10 м.

Надугольная свита в центральной части депрессии имеет мощность до 100 м. Представлена аргиллитами, алевролитами и пес­ чаниками. В восточной части присутствуют конгломераты. Распро­ странены сферосидериты в виде отдельных стяжений, иногда в виде «цепочек» и пластов.

ные—-2,50%.

Выявлена закономерность распространения литологических комп­ лексов, заключающаяся в возрастании роли грубообломочного ма­ териала с запада на восток.

В -структурном отношении месторождение представляет собой асимметричную синклиналь меридионального простирания. На юге-

месторождение сменяется практически безугольным участком, пере­ ходящим южнее в Веселовское месторождение. Богословско-Весе- ловская депрессия имеет длину около 18 км и ширину до 2,7 км.. Углы падения западного крыла синклинали обыкновенно не превы­ шают 20° (от 5 до 30°). Восточное крыло в общем более крутое, но углы падения колеблются в значительных пределах. В самой север­ ной части месторождения углы падения восточного крыла не более 15—20°. Южное восточное крыло срезано дизъюнктивом, опрокинуто

на запад и частично перекрыто пестроцветами и среднедевонскими: известняками, надвинутыми в этом месте на угленосную толщу. Близ зоны надвига угли и породы, составляющие «аллохтон», интенсивно-

районах разрезов №№ 3 и 5 позволяет считать, что северо-западная- (280—330°) система является более поздней: тектонические наруше­ ния этой системы пересекают нарушения северо-восточного (30—60°) направления.

Угленосность месторождения связана главным образом со сви­ той С, залегающей на 50 м ниже свиты В.

Установлено, что:

1.Мощность свиты по направлению с севера на юг значительных колебаний не испытывает.

2.Мощность ее в общем возрастает с запада на восток. Наибо­

лее резкое колебание мощности свиты наблюдается в пределах раз­ реза № 5: от 23,17 м (на западе) до 118,0 м (на востоке).

3.Мощность «чистого» угля тоже возрастает с запада иа вое

111

ток. Количество угольных пачек увеличивается в том же направо лении.

Мощность вскрыши изменяется от 5 до 100 м, (участок № 5). Качество углей. Угли делятся на следующие генетически^ клас­

сы: гумитолиты (образовавшиеся из растительногд атрита), антраксилиты'(происшедшие из остатков древесины), липтобиолиты (образо­ вались за счет липоидов), сапропелита и угли смешанного исходного материала.

Гумитолиты распространены: повсеместно, но в западной части месторождения они занимают господствующее положение. Среди них

выделяются: полублестящие (клареновые), полуматовые (кларенодюреновые) и матовые (дюреновые).

Антраксилиты и липтобиолиты распространены преимущественно в восточной части месторождения. Сапропелита (богхеды) — при­ урочены к центральной и восточной частям месторождения. Из углей смешанного исходного материала в центральной части месторожде­ ния встречается кеннель.

Средний химический анализ углей по разрезам приведен в таб­

лице 10.

Таблица 10

Элементарный состав имеет незначительные колебания: Сг—от 70 до 72%, Нг — от 4,2 до 4,5%, азота на горючую массу — от 1,5

до 1,65%.

Температура плавления золы: начало деформации — от 1100 до

14,55—18,26% и SO3 —7,42—9,56%.

Данные химического анализа показывают, что угли принадлежат к марке бурых и по характеру горения относятся к длиянопламенным. Положительными особенностями являются небольшое содержа­ ние золы и ничтожное количество серы. Угли пригодны для целей

сжигания и газификации.

Генезис месторождения. Депрессия принадлежит к типу текто­

нических, приразломных, образовавшихся вслед за возникновением разлома типа сброса. Месторождение формировалось в платформен­ ных условиях. В процессе формирования восточная часть месторож­ дения, прилегавшая к разлому, испытывала -периодические погруже-

112

литов и песчаников. Глинистые породы преобладают (около 85%)- Мощность горизонта изменяется от нуля до 30 м.

Подугольный горизонт представлен в основном песчаниками it конгломератами (до 85%), а также алевролитами и аргиллитами. Мощность возрастает с юга на север и достигает 100 м.

Угольная свита, имеющая среднюю мощность 40—50 м, со­ стоит из пластов углей, чередующихся с пропластками аргиллитов.

Надугольная свита имеет в центральной части максималь­ ную мощность 80 м. В северной и южной частях мощность умень­ шается до 30—40 м. Литологический состав неустойчив: на северозападе распространены аргиллиты, на юго-востоке преобладают

песчаники. К свите приурочено два угольных пласта.

Угленосность. На месторождении известно в основном шесть пластов. Верхние пласты (1-6 и 1-а), находящиеся в надугольной свите, являются маломощными. Мощность пласта I составляет 2,0 м. Пласт II имеет мощность до 4,8 м, пласт III—до 11 л, а пласт IV •—до 12 м. Следует отметить, что все пласты на западе сближены, а в восточной части месторождения расщепляются и выклинивают­ ся. Поэтому в западной части они разрабатываются открытым спо­ собом, а восточная часть их будет отрабатываться шахтами.

Качественные свойства углей аналогичны богословским углям. Условия образования их также подобны богословским.

Именновское месторождение

простирания длиной окорю 14 км при ширине 2,5—5,0 км. Разведы­ валось в годы Великой Отечественной войны. В основании угленос­ ной толщи залегает пестроцветно-конгломератовый горизонт мощ­ ностью в 100—150 м, состоящий из слабо сцементированных конгло­ мератов, бокситовидных глин, пестроцветных песчаников и тонких прослойков аргиллита.

Угленосная толща мощностью от 15 до 140 м сложена аргилли­ тами, алевролитами и песчаниками, а также пластами угля мощ­ ностью от 0,10 до 1,40 м. Среди пород угленосной толщи встречаются

обломки бурого угля -размером до 8—10 см различной степени окатанности.

Основной структурой месторождения является асимметричная синклиналь с пологим западным и более крутым восточным крылья­ ми. Вдоль восточного борта проходит нарушение типа взбросонадвига.

Угленооность изучена слабо. В центральной части депрессии скважиной № 5 на глубине от 10,41 до 11,87 м встречен пласт угля мощностью 1,40 м. В ряде пунктов зарегистрированы прослои угля

мощностью 0,05—0,36 м. Химический анализ углей по штуфовой пробе из скважины 5 дал следующий результат (в %): W"—16,44; Ас — 16,23; Vе—45,50; Sc об, —0,40; Сг—68,87, Нс —4,74; O+Nr—26,40; Qr—7064 кг/кал.

Приведенные данные показывают, что уголь существенно не от­ личается от углей Богословского и Волчанского месторождений.

Промышленная ценность месторождения ие определена. Цент­

114

ральная часть депрессии до палеозойского фундамента не разбу­ рена.

Депрессия образовалась, по-видимому, вслед за возникновением разломов и относится к типу тектонических, грабеновых. При более

детальном изучении она окажется, вероятно, аналогом ВолчанскоГригорьевской депрессии.

Основные направления геологоразведочных работ на уголь.

Угольные месторождения Волчанско-Именновской угленосной по­ лосы в основном разрабатываются открытым способом. Степень разведанности их высокая. Так, степень разведанности Волчанского месторождения составляет 75%, Веселовского — 73%, а Богословско­ го— 92%. Имеющихся запасов угля хватит для отработки открытым: способом только на 12—15 лет.

Вот почему так остро стоит вопрос о необходимости подготовки: запасов для обеспечения дальнейшего развития добычи угля.

Обнаружение угольных месторождений Волчанско-Богословского1 типа (с мощными залежами, пригодными для отработки открытым, способом) возможно в Вижайском, Шегультанском и Имениовском районах, прилегающих к Волчанско-Именновскому разлому. В Ше­ гультанском районе раньше проводились буровые работы, однако они базировались на недостаточно качественной геофизической ос­ нове и носили в известной степени случайный характер. Здесь тре­ буется производство геофизических работ с последующим разбури­ ванием профилей. В Именновской депрессии также производились, буровые работы, но угленосные отложения на всю мощность не' разбурены. Здесь целесообразно провести в первую очередь геофи­ зические работы с целью оконтуривания депрессии и определения ее глубины. После этого рекомендуется разбуривание трех профилей: южного, центрального и северного.

8*