Угленосность Кузнецкого угольного бассейна

26.03.2020

Угленосность отложений бассейна тесно связана с их фациальностью и условиями образования. Поэтому мощности угольных пластов, степень их устойчивости, строение, количество и общее углесодержание существенно меняются в разрезе и на площади распространения угленосных толщ. Вследствие значительной изменчивости упомянутых параметров в пределах бассейна едва ли возможно охарактеризовать его угленосность какими-либо средними цифрами. Вместе с тем основные особенности в распределении углей по свитам и территории бассейна вырисовываются достаточно четко и в целом приобретают форму известных закономерностей, наблюдающихся во всех его районах.

Эти закономерности выражаются в определенных генетических связях углей с теми или иными стратиграфическими подразделениями и фациальными типами отложений, своеобразной цикличностью процесса угленакопления в каждой серии угленосных отложений, в характере распределения углей по разрезу, приуроченности мощных пластов к определенным стратиграфическим интервалам, закономерных изменениях вещественного состава углей в разрезе и в целом ряде других особенностей угленосности.

Первое, наиболее раннее углепроявление с промышленной угленосностью отмечается на северо-восточной окраине Кузбасса задолго да формирования основных угленосных свит — в начале среднего девона. После этой кратковременной девонской фазы углеобразования благоприятные условия для формирования углей наступили после значительного перерыва в конце каменноугольного периода и максимальных размеров угленакопление достигло в перми.

Начиная с острогского времени наступает одна из важнейших фаз длительного торфонакопления, продолжавшаяся в течение всего времени образования осадков балахонской серии. Прекратившееся на непродолжительное время в конце ранней перми (кузнецкая свита) формирование более или менее значительных торфяников возобновляется в поздней перми и непрерывно продолжается до триаса. В течение этих двух фаз образовались угольные пласты, составляющие основную промышленную ценность бассейна.

Последняя (четвертая) фаза угленакопления наступила в юрское время и подчинена тарбаганской серии. Вследствие неполноты данных характер изменений угленосности юрских отложений изучен недостаточно.

Таким образом, углеобразование в Кузбассе протекало в четыре фазы. Каждой из этих фаз сопутствовали определенные палеогеографические, климатические и палеотектонические условия, наложившие отпечаток на мощность, строение и вещественный состав угольных пластов. Поэтому угли каждой из продуктивных серий осадков бассейна существенно различаются между собой.

Характер изменений угленосности в разрезе наиболее полно изученных балахонской и кольчугинской серий осадков в очень схематизированном виде отражает кривая, построенная по рабочим пластам и изображенная на рис. 24.

По наиболее угленасыщенным разрезам среди верхнепалеозойских отложений Кузбасса насчитывается более 300 пластов угля мощностью от нескольких сантиметров до 10—25 м, суммарной мощностью свыше 370 м. Среди девонских отложений установлено до трех пластов, а в юре более 30. Некоторые общие представления об угленасыщенности отдельных продуктивных свит дает табл. 18, а также стратиграфические разрезы, приведенные в очерках по районам. В деталях все особенности углепроявлений с характеристикой угольных пластов излагаются также в очерках по районам.

Прежде чем приступить к оценке угленосности отдельных серий и свит, остановимся кратко на основных понятиях о мощности, строении и устойчивости угольных пластов, принятых в настоящем томе для условий Кузбасса.

Угольным пластом рабочей (балансовой) мощности считается пласт простого или сложного строения, в котором мощность угольных пачек составляет 0,7 м и более, а зольность с учетом 100% засорения внутри-пластовыми прослоями пород не превышает 40%.

Тонкими считаются пласты мощностью от 0,7 до 1,3 м, средней мощности пласты от 1,3 до 3,5 м и мощными — свыше 3,5 м.

По строению пласты подразделяются на простые, умеренно сложные и сложные. В простых пластах прослои пород отсутствуют, в умеренно сложных имеется 1—3 породных прослоя, в сложных — более трех прослоев.

По устойчивости рабочей мощности в пределах шахтного поля или участка различают устойчивые, относительно устойчивые и неустойчивые пласты. Устойчивыми считаются пласты, не теряющие рабочего значения в пределах одного шахтного поля или участка разведки. Относительно устойчивыми являются пласты, мощность которых закономерно в каком-либо направлении переходит из рабочей в нерабочую. Неустойчивыми принято считать пласты, которые на площади шахтного поля резко и многократно изменяются в мощности (от рабочей до нерабочей без какой-либо определенной закономерности).

Девонские угли. Угленосность девонских отложений известна только по Барзасскому району (см. очерк по району).

Углепроявления в отложениях девонского возраста наблюдались лишь в крайней северо-восточной части их распространения. Находки девонских углей установлены здесь на простирании 80 км от Сибирской магистрали на севере по р. Барзасу до устья р. Камжалы на юге. Отдельные глыбы девонских углей были обнаружены в 35 км севернее железной дороги. Возможно, что угленосность девонских отложений распространяется далеко на север.

Характер угленосности, как и стратиграфическая приуроченность пластов и линз угля, выяснены недостаточно. Тонкие линзы листового угля наблюдаются в дмитриево-перебойской толще вместе с горючими сланцами; мощность последних до 50 м.

Рабочий пласт угля мощностью 0,8—3,6 м залегает в основании барзасской свиты, налегающей, по данным А. В. Тыжнова, на дмитриево-перебойскую. Небольшие по мощности линзы и пласты угля наблюдаются в вышележащей красноцветной толще верхнего девона.

Основная часть угля сложена листовым или плитчатым углем, расщепляющимся на тонкие листочки. Следующее по удельному весу место в составе пласта барзасской свиты принадлежит клареновому типу угля, приближающемуся к углям, кольчугинской серии. Далее выделяется плотный и брекчиевидный уголь. Последний наблюдается в пласте, подчиненном верхней красноцветной толще. Каких-либо закономерностей в чередовании этих типов угля в составе барзасского пласта не прослежено. В пределах «Второго месторождения» в пласте преобладает плотный уголь, отсутствующий в составе пласта на юге района.

Некоторые исследователи рассматривают дмитриево-перебойскую толщу возрастным аналогом барзасской свиты и пласт горючего сланца — фациальным изменением по простиранию барзасских пластов угля.

Угли балахонской серии. Балахонский этап углеобразования, начавшийся в острогское время, непрерывно развивался с нарастающей интенсивностью в раннебалахонское и особенно усилился в позднебала-хоиское время. Ширина зоны углеобразования на площади Кузбасса в балахонское время достигает максимальных по сравнению с другими этапами размеров. Торфяники распространяются непрерывно на десятки и сотни километров.

Угленосность острогской свиты, не содержащей углей рабочей мощности, изучена слабо. Обычно в глинистых горизонтах свиты наблюдаются мощные пачки углистых аргиллитов и прослойки каменных углей.

В Анжерском районе в обнажении по Мазаловскому Китату вскрываются в составе свиты 3—4 шнурка угля, каждый мощностью несколько сантиметров.

В Кемеровском районе, на Федоровском участке, в составе свиты насчитывается до восьми пропластков угля суммарной мощностью 0,83 м. В районе р. Камжалы среди острогской свиты залегает рабочий пласт угля мощностью около 1 м. В этом же районе на Конюхтинском участке известны три пласта угольной слоенки суммарной мощностью 2,5 м, а по р. Кийзасу в верхах свиты — многочисленные тонкие пласты угля Общей мощностью 2,93 м и углистых пород около 1 м. В составе острогской свиты Ермаковской площади мощность углистых аргиллитов, местами переходящих в угольную слоенку, достигает 4 м и более.

На Змеинском участке Крапивинского района в составе свиты насчитывается четыре пласта угля общей мощностью 1,47 м. В Томь-Усинском районе по Назасской линии установлено шесть пластиков угля суммарной мощностью 1,73 м и углистых аргиллитов мощностью более 2 м, а по правому берегу р. Томи выше пос. Камешок — уже восемь пропластков угля общей мощностью 2,33 м. И, наконец, в Кондомском районе, по правому берегу р. Кондомы, в острогской свите содержится до 13 тонких пропластков угля суммарной мощностью 2,7 м и углистых аргиллитов общей мощностью 5,2 м.

В целом по бассейну даже по имеющимся немногочисленным данным намечается определенная закономерность в размещении угленосности острогской свиты на площади: наибольшая мощность угля и углистых пород приурочена к северо-восточному крылу Кузнецкого прогиба, а также к южной и юго-восточной его окраинам. На юго-западе же угленосность свиты минимальная. В большинстве разрезов угли вообще отсутствуют, а слои углистых пород также единичны и небольшой мощности.

В стратиграфическом разрезе к верхним слоям свиты угленосность нарастает, и нижние горизонты вышележащей нижнебалахонской свиты уже существенно отличаются от острогской увеличением числа и мощности угольных пластов.

Распределение угленосности нижнебалахонской свиты на площади бассейна и в стратиграфических разрезах районов показано на рис. 25, а. Общей для бассейна закономерностью является уменьшение угленосности нижнебалахонской свиты от северо-восточной части Кузбасса к юго-западной, а также в районах с минимальной мощностью отложений свиты — Прокопьевско-Киселевском, Бачатском, Крапивинском и Завьяловском.


Наибольшая суммарная мощность всех угольных пластов свиты (рабочих и нерабочих), т. е. узел максимального угленакопления, располагается в северной части бассейна, в Анжерском и Кемеровском районах. В первом суммарная мощность пластов до 40,2 м, во втором 17—20 м. Второй узел максимального угленакопления расположен в южной части бассейна, в Томь-Усинском районе. Здесь максимальная суммарная мощность угольных пластов изменяется от 8 до 15 м.

В центральной части Кузбасса, в зоне влияния Крапивинского купола (основная часть площади развития нижнебалахонской свиты) угленосность от 5 до 10 м.

Минимальная угленосность свиты приурочена к юго-западной, Присалаирской полосе бассейна в Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах, где суммарная мощность угольных пластов не превышает 5 м. Такая же низкая угленосность наблюдается в зоне Абышевского поднятия в Завьяловском районе.

В соответствии с минимальной суммарной мощностью угольных пластов находится и их количество. Так, в Кемеровском, Анжерском и Kpaпивинском районах количество угольных пластов и пропластков составляет 30—50, а на юге бассейна, в Томь-Усинском, Мрасском, Кондомском и Бунгуро-Чумышском районах, 15—30. В зоне минимального угленакопления, в Присалаирской полосе Кузбасса, количество пластов угля по свите не превышает 2—7, из них один рабочий.

Характер изменения угленосности нижнебалахонской свиты в различных частях бассейна имеет свои специфические особенности, связанные с палеогеографической обстановкой. Эти особенности отчетливо выявляются, если учесть изменение средней мощности рабочего пласта угля. На севере Анжерского района она равна 2,25 м, на юге этого района 1,5 м, а в Кемеровском районе около 1 м. Переход к, меньшей средней мощности происходит постепенно. В южной и юго-западной, Присалаирской полосе бассейна рабочая угленосность свиты снижается до минимума и средняя мощность пласта не достигает 1 м.

Увеличение числа угольных пластов в нижнебалахонской свите в юго-восточной части бассейна сопровождается по сравнению с севером Кузбасса уменьшением суммарной их мощности. Это можно объяснить близостью области сноса и развитием здесь русловых и озерных отложений, а также большой подвижностью района.

Нижнебалахонская свита повсеместно, за исключением Бачатского района, северной части Прокопьевско-Киселевского и, по-видимому, северного Присалаирья, характеризуется рабочей угленосностью. В ее составе угольные пласты обычно имеют небольшую мощность — от 0,5— 0,9 до 2,0 м. Лишь мощность отдельных из них, главным образом в северной части бассейна, местами увеличивается до 2,5—3 м.

Как и весь комплекс отложений свиты, угольные пласты достаточно хорошо выдерживаются на больших площадях и всюду распознаются по взаимному расположению, строению и петрографическому составу. Например, пласты угля алыкаевской подсвиты Кемеровского района на протяжении более 50 км сохраняются в разрезе и имеют более или менее выдерживающуюся на всех участках мощность, строение и в общем один и тот же петрографический состав. Уверенно параллелизующиеся с алыкаевскими пласты центральной толщи Анжерского района сходны с первыми по петрографическому составу. Наконец, заметно повышенное содержание блестящих типов в углях алыкаевской подсвиты Томь-Усинского района также свидетельствует о довольно устойчивых фациальных условиях угленакопления по всему северо-восточному крылу бассейна.

Распределение угленосных зон на площади носит в какой-то степени унаследованный от острогской свиты характер. Здесь также наибольшая угленосность приурочивается к северной и северо-восточной границам бассейна.

По сравнению с острогской в нижнебалахонской свите повышается угленосность почти по всей периферии бассейна и угольные пласты достигают рабочей мощности. Исключение составляет юго-западная, присалаирская часть бассейна, где сохраняются сходные с острогской свитой условия угленакопления. В Прокопьевско-Киселевском районе свите подчинен только один невыдержанный по мощности пласт (Метровый), имеющий рабочую мощность на некоторых площадях на юге района. Совершенно отсутствуют сколько-нибудь выдерживающиеся пласты в отложениях свиты в Бачатском районе и, вероятно, к северо-западу от него.

В связи с низкой угленасыщенностьд) угольные пласты свиты на юге и юго-западе бассейна нигде не разрабатываются. Отработка их производится только в Анжерском районе и пока в небольших объемах в Кемеровском. Большинство разрабатываемых здесь пластов имеют относительно простое строение (см. очерки по районам). Только в некоторых пластах отмечаются 1—2 тонких породных прослоя, представленных обычно аргиллитом, углистым аргиллитом или «угольными почками».

Степень угленасыщенности и характер распределения углей верхнебалахонской свиты существенно отличают ее от нижнебалахонской (см. рис. 25, б). Суммарная мощность пластов в верхнебалахонской свите на большой части площади бассейна колеблется от 30 до 80 м, в то время как по нижнебалахонской свите она изменяется в основном от 10 до 20 м.

Изменилось и положение узлов максимального угленакопления. В верхнебалахонской свите максимальная суммарная мощность пластов угля приурочена к южной, юго-западной и, по-видимому, центральной частям бассейна. Она изменяется в Томь-Усинском, Мрасском, Кондомском, Бунгуро-Чумышском, Прокопьевско-Киселевском и Бачатском районах от 60 до 80 м. В северной части бассейна, в Кемеровском районе, суммарная мощность пластов угля достигает 40—60 м. На всей остальной площади бассейна, главным образом центральной, менее изученной, суммарная мощность углей по свите ожидается 20—40 м, но возможно и более значительна. Самая малая суммарная мощность углей свиты 9—12 м установлена в Крапивинском и Завьяловском районах.

В Присалаирской полосе Кузбасса (Прокопьевско-Киселевский и Бачатский районы) увеличение угленосности по сравнению с нижнебалахонской свитой сопровождается увеличением количества угольных пластов.

К узлам максимального угленакопления приурочены и самые мощные пласты угля. В Томь-Усинском и Мрасском районах наиболее мощными являются пласты III и IV—V (мощность до 9—11 м), в Прокопьевско-Киселевском — пласт Мощный (22 м), в Бачатском — Мощный (32 м) и в Кемеровском районе — Волковский (21 м). Такое увеличение мощности угольных пластов сопровождается обычно увеличением мощности породных междупластий, хотя строгой зависимости в этом отношении по всему разрезу не наблюдается.

Изменение угленосности основных районов бассейна по подсвитам приводится на рис. 3 и 4. В отличие от верхней половины свиты, где мощные пласты угля устойчиво сохраняют свое строение на больших площадях, в промежуточной и особенно в ишановской подсвитах угольные пласты характеризуются относительно меньшей устойчивостью, резкими колебаниями мощностей и строения. К последним, например, относятся пласты алчедатской толщи (промежуточная подсвита) Анжерского района. Большая неустойчивость ишановской группы пластов известна на поле шахты Центральной в Кемеровском районе. Пройденным для отработки этих пластов квершлагом были установлены невыдержанность мощности, очень сложное строение пластов и вследствие этого непригодность их для разработки. Наряду с этим в пределах поля шахты Бутовской и на Лапичевском участке этого же района некоторые из пластов подсвиты (Ишановский, Верхний, Неожиданный и др.) на довольно значительных площадях сохраняют рабочую мощность и разрабатываются.

На юго-востоке и юге бассейна, в Томь-Усинском, Мрасском, Кондомском и Бунгуро-Чумышском районах, в ишановской и промежуточной подсвитах выделяется группа пластов XXVII—XXXVI, в составе которой отдельные пласты на значительном протяжении имеют мощность 15—20 м. Своеобразной особенностью этой группы является более или менее сохраняющаяся суммарная мощность угольных пластов при крайне невыдержанных строении и мощности отдельных пластов и пачек. Например, пласт XXX Томь-Усинского района, имеющий мощность до 9 м, на протяжении 3—5 км в результате бифуркации расщепляется на 6—11 пачек, общая мощность которых сохраняется около 9 м (см. очерк по Томь-Усинскому району). Общая мощность угля в разрезе ишановской и промежуточной подсвит юго-востока и юга бассейна высокая, хотя чаще и уступает мощности угля верхней половины свиты.

Кемеровская и усятская подсвиты составляют основную ценность Кузбасса по мощности, выдержанности, общей угленосности и качеству углей.

Как правило, в составе кемеровской подсвиты устойчивая угленосность сохраняется почти на всей площади бассейна. Подсвита характеризуется самой высокой угленосностью, в несколько раз превосходящей таковую остальных подсвит серии. В составе ее угли отсутствуют только в Крапивинском районе. Пласты угля этой подсвиты (Мощный, Горелый, Прокопьевский и Волковский) достигают максимальных мощностей и широко разрабатываются открытым способом.

Особенностью угольных пластов подсвиты является их меньшая степень расщеплений и распачкований. Уголь отличается очень невысокой зольностью (в угольной массе 6—8%). В петрографическом составе этих углей преобладают матовые и полуматовые типы.

Венчающая разрезы свиты усятская подсвита высоко угленасыщена только в южной половине бассейна, где ей подчинено 3—9 пластов угля мощностью от 2,5 до 8—12 м. Угольные пласты этой подсвиты с некоторыми изменениями мощностей прослежены непрерывно по всему южному обрамлению бассейна (до 250 км по простиранию) — от Бачатского до Терсинского района. В северных районах эта подсвита неугленосна.

В петрографическом составе углей усятской подсвиты преобладают блестящие и полублестящие типы. Этой подсвите подчинена основная группа угольных пластов коксующихся марок.

Основная часть угольных пластов балахонской серии имеет простое (37% к общему количеству пластов) или умеренно сложное (42%) строение.

Характерной особенностью пластов углей балахонской серии в отличие от кольчугинской является наличие в них прослоев углистых аргиллитов и высокозольных пачек угля, что несколько ухудшает их обогатимость. Нередко углистые аргиллиты залегают также в непосредственной кровле или почве. Прослои глинистых пород и особенно песчаников встречаются относительно редко и главным образом при увеличении расстояния между угольными пачками.

Отмеченные выше изменения мощностей и строения угольных пластов связаны со сложными условиями накопления и захоронения торфяников, изменявшимися как во времени, так и по площади. Ho колебания мощностей и строения пластов нередко обусловлены также неровностями их почвы, кровли и различного рода включениями. Так, например, неровности ложа наблюдались со стороны почвы в виде террасового уступа на группе пластов VI—VII в пределах Копылихинского участка Араличевского района. Более широко развиты следы русел водных потоков и размывы угольных пластов, имеющие различную форму, масштабы проявления и встречающиеся во многих горизонтах нижне- и верхнебалахонской свит. В юго-восточной части Анжерского района горными и разведочными работами достоверно установлен размыв пласта Коксового на площади 300х600 м (рис. 26).

На севере Козлинской синклинали в шахте 2 наблюдаются размывы пласта Андреевского: нормальная мощность его 1,4—1,6 м местами снижается до 0,6—0,35 м или пласт полностью размыт.

Крупные внутриформационные размывы установлены в Прокопьевско-Киселевском районе (см. очерк по району), где в направлении с юго-востока на северо-запад размываются вначале пласт Характерный, а затем и нижележащий пласт Горелый, залегающий от последнего на расстоянии 40—50 м. Кроме того, в районе затронуты размывами пласты Мощный, Размытый, II Внутренний.

В северо-восточной части Томь-Усинского района по данным геологоразведочных работ на значительной площади правобережья р. Усы полностью размыт пласт I, а в горных выработках шахты Томь-Усинской 1—2 геологом В.А. Фоминым установлены следы русел водных потоков и небольшие размывы пластов IV—V, XII, XVII и других (рис. 27).

Как широко распространены размывы угольных пластов балахонской серии в других районах бассейна, сейчас пока сказать трудно, поскольку специальной систематизации материалов по этому вопросу не производилось.

Угли кольчугинской серии. Каких-либо значительных углепроявлений в кузнецкой свите не наблюдается. Единичные тонкие нерабочие пласты появляются в самых верхних и самых нижних горизонтах свиты.

Наиболее заметные углепроявления известны среди отложений свиты крайнего юго-востока и юга бассейна, где встречены невыдержанные единичные пласты углей мощностью до 0,2 м, а в Томь-Усинском районе один пласт до 0,6 м.

В Осиновском районе большое количество тонких (0,1—0,2 м) пластов наблюдается по ряду скважин ниже границы кузнецкой и ильинской свит. Принадлежность отложений к кузнецкой свите обосновывается здесь палеонтологически.

В западных и северных разрезах свиты угленосность отсутствует, а ее проявления на юго-востоке и юге свидетельствуют о том, что кольчугинское углеобразование раньше всего началось вдоль восточного и южного обрамления бассейна еще до начала ильинского, в позднекузнецкое время.

Угленосность ильинской свиты тесно связана с ее генетическими особенностями. Угленасыщенность свиты резко изменяется по площади и в разрезе в зависимости от того, какими фациальными типами отложений представлена свита. Одни и те же стратиграфические горизонты свиты в различных частях бассейна то крайне слабо угленосны, то не имеют промышленного значения, то содержат большое количество пластов угля рабочей мощности.

Такое распределение угленосности послужило в прошлом причиной отнесения ильинской свиты (в то время подсвиты) к отложениям промышленно неугленосным. Ильинская свита противопоставлялась насыщенной рабочими пластами угля ерунаковской свите. Считалось, что особенностью свиты является насыщенность ее многочисленными тонкими пластами угля, не имеющими рабочего значения. В таком характере угленосности усматривалось основное отличие ильинской свиты от других. В настоящее время установлено, что ильинская свита от других углесодержащих свит отличается не столько наличием или отсутствием промышленной угленосности, сколько характером распределения последней в разрезе и по площади.

Размещение угленосных зон внутри свиты совершенно закономерно. Оно тесно связано с геотектоническим прошлым бассейна и своеобразием палеогеографических обстановок в ильинское время. Наиболее интенсивное погружение, которое полностью не компенсировалось при-вносом крупного обломочного материала, испытывала северная часть бассейна, где отложились красноярские песчаники, не содержащие углей. К югу, юго-западу и юго-востоку геотектонические движения на площади бассейна дифференцировались. Наибольшие погружения испытывала центральная его часть, где продолжали сохраняться бассейновые условия. Здесь, особенно в казанково-маркинское время, накапливались отложения заиливающихся застойных или слабо проточных водоемов — преимущественно глинистые и глинисто-гумусовые осадки. Среди пород этой фациальной зоны наблюдаются весьма тонкие неустойчивые угольные пласты — результат эпизодически появлявшихся торфяников.

По мере приближения к окраинам существовавшего ильинского водоема фации становятся более разнообразными. Вблизи береговых склонов формировались обширные аккумулятивные аллювиальные равнины с длительными периодами торфообразования. В этих условиях образовывались устойчивые на относительно больших площадях довольно мощные пласты угля, достигающие, например, в районе Распадского месторождения 4—5 м. В сходных условиях, но в более далеких от берега участках формировались угли Карагайлинского, Осиновского и других месторождений юго-западной периферии Кузбасса. Промежуточное положение занимали синхронные горизонты Байдаевского, Ведовского, Ускатского и других месторождений. Таким образом, фациальные зоны и угленосность размещены на площади бассейна как бы концентрически.

Самая периферическая зона с фациями аллювиальных равнин и болотными промышленно наиболее угленосна. Ширина угленосной зоны в плане определяется глубиной современного денудационного среза и тектоникой. На крайнем юго-западе в притырганской полосе и на юго-восточной окраине зона имеет минимальные размеры и более высокую угленосность. Наиболее широкая она на юге, на широте Осиновского и Распадского месторождений.

Эта зона к центру бассейна постепенно переходит в зону с преобладанием озерно-болотных фаций, при некотором участии аллювиальных, сопровождающихся довольно большой общей угленосностью, но в виде тонких нерабочих пластов. Центральная часть представлена бассейновыми отложениями с маломощными и невыдержанными угольными пластами.

Таким образом, зона с промышленной угленосностью, соответствующая крайней узкой прибрежной полосе, в самом начале казанково-маркинского времени постепенно расширялась и в ускатское время достигла значительных размеров. Уже в начале ерунаковского времени промышленная угленосность распространилась на центральную часть бассейна, а еще позже здесь формировались наиболее угленасыщенные толщи (рис. 28).

Как видно из стратиграфических схем (см. рис. 6, 7) и рис. 28, ильинская свита наиболее угленосна в Осиновском, Распадском, Бай-даевском, Карагайлинском, Убинском, Никитинском и некоторых других месторождениях, заключающих основные запасы самых дефицитных для коксования жирных углей. Все эти месторождения располагаются в периферических или близких к последним зонам бассейна.

Рабочие пласты угля в ильинской свите преимущественно небольшой мощности — до 1,0—1,3 м.

Общее количество пластов свиты зависит от того, в какой зоне располагается месторождение. Максимальное их количество приурочено к переходной зоне от аллювиальных к бассейновым фациям, в которой общая угленосность минимальна. В ильинской свите Ильинского и Ерунаковского месторождений, т. е. в центре бассейна, например, их количество достигает 130, в то же время в пределах наиболее угленасыщенного Распадского месторождения на юго-восточной окраине Кузбасса оно не превосходит 21.

Количество рабочих пластов угля находится в большинстве случаев в обратной зависимости от общего количества пластов. Из 130 пластов Ильинского разреза свиты только четыре имеют рабочую мощность, в то время как рабочими на Распадском месторождении являются 19 пластов угля из 21.

Закономерное утонение и выклинивание рабочих пластов достоверно установлено разведочными и эксплуатационными работами на многих месторождениях. В Осиновском районе это отмечалось И.Н. Звонаревым, в Байдаевском Г.М. Костамановым и Э.М. Сендерзоном, в Беловском А.И. Янкелевичем и С.Н. Шишигиным, на Распадском месторождении Е.С. Долженко и др.

Утрата рабочей мощности пластов угля чаще всего происходит вкрест основного простирания толщи за счет расщепления их в этом направлении на пачки. В меньшей степени это расщепление наблюдается по простиранию. В ряде случаев суммарная мощность угля в распачкованной части пласта не уступает его мощности до расщепления. Однако значение свое для эксплуатации пласты при таком рас-пачковании в большинстве случаев теряют. Дальнейшее расщепление приводит уже к уменьшению общей угленосности.

По структуре большинство угольных пластов являются сложными.

По промышленной угленосности ерунаковская свита не уступает, а в некоторых районах превосходит верхнебалахонскую. Наиболее насыщена углем средняя часть свиты — грамотеинская и нижняя половина тайлуганской подсвит.

Полная мощность и угленосность свиты известна только в северной части Ерунаковского и на юго-востоке Ленинского районов. На остальной площади бассейна верхи свиты отсутствуют, поэтому судить об изменениях угленосности можно только из сравнения сохранившихся от денудации одинаковых частей разреза, неполностью охватывающих свиту или подсвиту.

Наиболее полно в отношении угленосности на площади бассейна изучена ленинская подсвита. В ее составе наблюдается закономерное увеличение мощности пластов угля с запада на восток. На Беловском, Никитинском, Мусохрановском и других месторождениях подсвита содержит большое количество тонких пластов угля, рабочие пласты единичны.

В составе подсвиты Мусохрановского и Беловского месторождений насчитывается 21 пласт угля, из которых только четыре рабочие, общей мощностью 5,6 м. Далее на восток мощность углей в разрезе свиты возрастает: в Ленинской синклинали 17,6 м, на Грамотеинском месторождении 20,3 м, по Жерновскому профилю 24,0 м., в береговом разрезе Ерунаковского месторождения 27,9 м, на Байдаевском месторождении 30,9 м и на Распадском 37,5 м.

Наибольшая угленасыщенность ерунаковской свиты, приуроченная к грамотеинской и нижним горизонтам тайлуганской подсвит, заключена между пластами 60 и «К» (рис. 29, см. также рис. 6, 7 и 24), но этот отрезок свиты полностью сохранился лишь в Ленинском и Ерунаковской районах.

В западной части Грамотеинского месторождения от пласта Байкаимского (соответствующего пласту 60) до Грамотеинского 1 (сопоставляемого с пластом «К») мощность угля 53 м. В восточной части этого же месторождения по Уропской и Дунаевской разведочным линиям суммарная мощность пластов угля этой же группы 107,3 м. В Ерунаковской районе по Талдинскому месторождению максимальная мощность угля 118,3 м. Восточнее этого участка угленосность вновь уменьшается, составляя по Жерновскому профилю 82,6 м, по береговому разрезу 50,8 м.

Здесь, как и в ленинской подсвите, наблюдается обратное соотношение количества пластов и мощности угля. Наибольшее их количество — 30 пластов — установлено в береговом разрезе и на западе Грамотеинского месторождения, в которых мощность угля составляет 50—53 м. На Талдинском участке, где мощность угля возрастает до 118 м, количество пластов уменьшается до 25, а на Грамотеинском Восточном (Уропском) при мощности угля 107 м количество пластов снижается до 20.

Кроме повышения общей угленосности, грамотеинская подсвита и нижние горизонты тайлуганской характеризуются наличием наиболее мощных пластов угля. Нерабочие пласты в промежутке между пластами 60 и «К» единичны. Мощность большинства пластов угля колеблется от 1,8—2,0 до 8—12 м. На востоке Грамотеинского и на Уропском месторождении мощность пласта 1 на небольшом протяжении увеличивается до 23 м.

Строение большинства угольных пластов в грамотеинской и тайлуганской подсвитах, несколько упрощаясь по сравнению с нижележащими, остается все же в той или иной степени сложным. В отличие от пластов ленинской подсвиты прослойки пород здесь встречаются в меньшем количестве и имеют меньшую мощность. Самые верхние пласты ерунаковской овиты, описанные в обнажении правого берега р. Томи выше Бабьего Камня, имеют небольшую мощность. По строению и мощности они сходны с пластами ленинской подсвиты. В разрезе по Жерновскому профилю и на Талдинских участках верхние пласты имеют большую мощность, чем в береговом разрезе.

В отложениях кольчугинской серии преобладают пласты сложного (26—30%) и умеренно сложного (60—70%) строения. На долю простых пластов приходится не более 5—8%. Простыми являются лишь некоторые тонкие пласты.

Породные прослои представлены в основном аргиллитами или алевролитами, редко песчаниками и еще реже углистыми аргиллитами. Разделимость углей и породных прослоев, как правило, хорошая, в связи с чем эффективность обогащения товарных углей обычно высокая. Боковые породы чаще всего также представлены глинистыми образованиями. Нередко в кровле или почве пластов наблюдается тонкая перемежаемость аргиллита и прослоечков угля — «слоенка», не обладающая достаточной устойчивостью и засоряющая уголь при добыче.

В пластах углей кольчугинской серии Кузбасса широко развиты различного рода включения и известны многочисленные случаи размывов. Эти явления наиболее полно изучались в Ленинском районе и детально описаны М.Д. Залесским, В.С. Яблоновым и др. Огромный фактический материал в этом направлении накоплен геологами шахт в процессе эксплуатации.

Угольные почки (coal balls), часто называемые «колчеганами», имеют линзовидную форму различных размеров. Толщина их колеблется около 0,05—0,25 м, реже до 0,5—0,1 м и более, а диаметр от 0,2—0,3 до 1,0—2,0 м и более.

Угольные почки обычно приурочены к какой-либо одной пачке или слою угля и в виде цепочек прослеживаются на большие расстояния (см. очерки по Байдаевскому и Осиновскому районам). В пласте Ceребрениковском на шахте им. Кирова в Ленинском районе геологом И.Г. Бызовым было установлено полосовое расположение участков с различной густотой почек, причем наиболее густо эти образования располагались в полосе шириной 80—100 м, прослеженной в длину на 300 м.

Наиболее насыщены угольными почками пласты казанково-маркинской, ускатской и ленинской подсвит, в которых они иногда полностью замещают угольный пласт; реже почки встречаются в вышележащих горизонтах.

Угольные почки большей частью твердые, очень крепкие, с трудом разбиваются молотком, но встречаются и мягкие линзы (сальники), с кажущейся бурой торфообразной массой, насыщенные водой, пластичные.

Химический состав угольных почек, по данным В.С. Яблокова. довольно однообразен. Это в основном известковые конкреции с очень незначительной доломитизацией и сидеритизацией (содержание CaCO3 65—70%; MgCO3 2—10%; FeCO3 15%; нерастворимый остаток 0,5—0,8%). Рыхлые угольные почки (сальники) иногда в значительной мере декальцинированы и с повышенным вторичным ожелезнением.

Большинство исследователей Кузбасса считают, что угольные почки образовались из того же растительного материала, что и включающие их угли, под действием потока насыщавших торфяник грунтовых вод с повышенной минерализацией известковыми солями.

Иногда в слое пласта с угольными почками встречаются оолитовые известковые прослои, близкие по химическому составу к угольным почкам (пласт Болдыревский на шахте им. Кирова). Из других минеральных образований в углях широко развиты кальцит и пирит. Кальцит обычно встречается в виде тонких пленок по вертикальным и горизонтальным трещинкам, но иногда и в виде горизонтальных прослойков до 1—2 см в кровле пластов, переслаивающихся с углем. Пирит встречается в виде мелких зерен, включений в угольной массе, а также в виде пленок на плоскостях раскола.

Размывы в угольных пластах наблюдаются не менее редко, чем угольные почки, но обычно в более мощных пластах средних и верхних горизонтов серии и реже в нижних. Формы проявления их самые разнообразные, однако такого широкого площадного развития размывов, как в некоторых горизонтах балахонской серии, здесь не установлено.

Широко развиты линзовидные и караваеобразные линзы песчаников и алевролитов в угольных пластах, рассматриваемых как следы деятельности водных потоков в период накопления торфяника. Такие линзовидные включения были детально изучены в пласте Бреевском в Ленинском районе, в пластах Снятковском. Журинском, Красноорловском, Дальнем и др. Особенно много линз песчаника, расположенных ближе к кровле или даже в непосредственной кровле, установлено в пласте Байкаимском в пределах Ленинской синклинали (рис. 30). Везде, где имеется достаточный фронт горных работ, наблюдается полосовое расположение линз песчаника в углях. Во многих случаях в местах включения их заметно как бы «отжатие» пласта в сторону его почвы и кровли, выраженное тем яснее, чем больше мощность этих линз. По-видимому, такое явление объясняется неравномерным уплотнением торфа и песка в процессе диагенеза.

He менее редки и размывы пластов со стороны кровли. Они установлены горными работами на пластах Байкаимском, Толмачевском и Ленинском районе, на пласте 29а в Байдаевском районе и др. Ширина размывов от 2—3 до 20—30 м и более; расположение полосовое, как и линзовидных включений песчаников. Они могут быть выполнены как песчаниками, так и глинистыми породами, но независимо от этого в местах размывов всегда наблюдаются кусочки тех же пород и различного рода примазки и линзочки угля.

В последнее время установлены также размывы пластов ильинской свиты, хотя резкие изменения мощности пластов на небольших расстояниях здесь часто отмечались и ранее. На шахте Капитальной III геолог Г.В. Шарапов наблюдал проявление размыва пласта E 7 в квершлаге 85 горизонта +230 м. В месте размыва пласта кровля представлена алевролитом с тонкими слоями табачкового песчаника. По данным Г.М. Костаманова, в породе беспорядочно распределены окатанные и угловатые зерна-линзы сидеритизированного алевролита, кусочки угля, небольшие линзы песчаника и примазки углистого материала; наблюдаются признаки взмучивания — завихрения и плойчатость. Контакт кровли с углем неровный. Выше русловых отложений кровли залегает песчаник с тонкой ровной слоистостью с углисто-глинистым материалом по наслоению. Мощность сохранившейся от размыва части пласта составляет всего 0,06 м, в то время как нормальная мощность его в квершлаге 5 на горизонте +100 м равна 1,6 м. Форма и размеры этого размыва еще не уточнены.

Кроме размывов, геолог П.А. Тыртышный в пласте 32 по лаве 3 шахты Зыряновской наблюдал интересное явление, названное им трещинами усыхания. В вышележащих лавах 1 и 2 наблюдений на шахте не было, но по сведениям горняков они имелись и в них. Трещины шириной 0,1—0,3 м пересекают пласт по нормали и заполнены щебенкой глинистых пород и глиной. Прослоек аргиллита мощностью 0,02 м в верхней части пласта через трещины не проходит, сами трещины в кровлю и почву пласта также не проходят. По-видимому, появление трещин следует объяснить кратковременным осушением торфяника после перекрытия его минеральной кровлей и «интрузией» глинистых осадков в появившиеся трещины усыхания.

В целом палеозойский этап угленакопления можно характеризовать следующими общими особенностями.

1. Распространение угленосности на площади. Угли девонского возраста имеются только в крайней северо-восточной части бассейна; на всех других окраинах бассейна девонские отложения неугленосны.

Острогская свита нигде не имеет промышленной угленосности, но содержит тонкие пласты угля и горизонты углистых аргиллитов, наибольшее количество которых приурочено к северо-восточному и юго-восточному обрамлению бассейна.

Нижнебалахонская свита всюду угленосна, но промышленная угленосность развита главным образом только вдоль северо-восточной окраины бассейна; постепенно уменьшаясь, она совершенно исчезает в юго-западных районах.

Верхнебалахонская свита является основной продуктивной толщей балахонской серии. Она всюду содержит рабочие пласты угля, а в средних и верхних ее горизонтах имеется несколько мощных (до 10—25 м) пластов, разрабатываемых открытым способом. Максимальная угленосность свиты приурочена к юго-западной и южной частям бассейна.

Кузнецкая свита лишена промышленной угленосности; немногочисленные нерабочие пласты наблюдаются только на крайнем юге и северо-востоке бассейна.

В ильинской свите полностью лишена промышленной угленосности красноярская фация отложений в северо-восточной части бассейна. В отложениях ильинских фаций в центральной части бассейна при большой насыщенности тонкими пластами рабочая угленосность крайне незначительна. Основные промышленные запасы углей свиты тяготеют к ее периферическим частям на юге, юго-западе и юго-востоке бассейна, где сосредоточены все рабочие пласты жирных углей.

В ерунаковской свите наиболее значительная угленосность сосредоточена в центральной зоне бассейна, где имеются мощные пласты (до 8—15 м), пригодные для открытой разработки. Угленосность ее существенно уменьшается к периферии бассейна, но свита промышленно угленосна повсеместно.

2. В разрезах каждой серии суммарная мощность угля в подсвитах ритмично нарастает снизу вверх. В отложениях балахонской серии максимальная угленосность приурочена к кемеровской подсвите и низам усятской, а в отложениях кольчугинской серии — к грамотеинской и нижней половине тайлуганской подсвит.

3. Мощность отдельных пластов согласуется с общим характером изменения угленосности. Максимального значения она достигает в кемеровской, усятской подсвитах балахонской серии и грамотеинской, низах тайлуганской подсвит кольчугинской серии. В целом нарастание общей и рабочей угленосности происходит главным образом вследствие увеличения мощности отдельных пластов в той же последовательности, в какой увеличивается углесодержание в разрезе овит.

4. Строение большинства угольных пластов умеренно сложное. Пластов простого строения больше в отложениях балахонской серии и совсем немного в кольчугинской. В угольных пластах балахонской серии породные прослои в основном представлены углистыми аргиллитами, в то время как в кольчугинской — аргиллитами и алевролитами.

5. Конкреционные образования в угольных пластах наиболее широко развиты в нижних и средних горизонтах обеих серий. Размывы пластов и следы водных потоков в них установлены во всех горизонтах угленосных отложений, но чаще эти явления наблюдаются в более мощных пластах. В отложениях балахонской серии имеется много внутриформационных размывов большого площадного распространения.

Благоприятные по угленосности районы и месторождения с развитием отложений балахонской серии в Кузнецком бассейне в основном уже освоены или осваиваются промышленностью. Площади с развитием продуктивных отложений кольчугинской серии освоены еще мало. Перспективными для разработки с благоприятными горнотехническими условиями являются районы Ерунаковский, Терсинский и юго-восточная часть Ленинского. Мощные пласты грамотеинской и тайлуганской подсвит в районах центральной части бассейна могут разрабатываться высокоэффективным открытым способом.

Угли тарбаганской серии. Формирование среднемезозойских отложений в разных частях Кузнецкого бассейна началось неодновременно: от позднего триаса в Доронинской впадине до начала среднеюрского времени в северо-западной части Тутуясской мульды.

Существенным фактором степени угленосности является глубина эрозионного среза среднемезозойских отложений. Верхние горизонты их сохранились в средних частях Тутуясской и Центральной мульд и по северной (принадвиговой) окраине Доронинской впадины. Минимальные мощности толщи имеют по периферии мульд и в отдельных эрозионно-тектонических останцах: западное крыло Тутуяеской мульды, Haрыкская синклиналь, Уропский участок Центральной мульды и др. Данные по угленосности свит и серии в целом в основных структурах бассейна приведены в табл. 19 (см. также рис. 10). Для сопоставления в ней даны также сведения об угленосности разреза Кататской мульды.

Угольные пласты распределены по разрезу крайне неравномерно, но почти всегда приурочиваются к верхним, иногда к средним горизонтам свит. При этом общая угленосность толщи постепенно нарастает от нижних горизонтов вверх, достигает максимума примерно в третьей четверти разреза (осиновская свита) и снова затухает к верхам толщи. На отдельных участках Тутуясской и Центральной мульд некоторое повышение относительной угленосности наблюдается также в нижних горизонтах (распадская и абашевская свиты).

В разных районах бассейна в зависимости от мощности и степени угленасыщенности толщи в ней содержится от 13 до 56 пластов и пропластков угля, из них рабочей мощности (0,8 м и более) от 3 до 14 пластов. Коэффициент общей угленосности колеблется от 0,6 до 8%, рабочей — 0,3—7,3%. При этом, помимо количественного изменения угленосности и связи с первичным (генетическим) выпадением из разреза нижних свит и последующей эрозией верхних горизонтов толщи, наблюдаются значительные и порой весьма резкие изменения угленосности изохронных горизонтов разреза, обусловленные генетическими особенностями формирования среднемезозойских отложений. Последние, как уже отмечалось, характеризуются значительной фациальной изменчивостью состава в зависимости от положения береговой линии бассейна седиментации, его глубины и ритмики палеотектонических колебательных движений, регулирующих направление и характер осадконакопления. В связи с этим угольные пласты характеризуются невыдержанным строением и неустойчивой мощностью.

Пласты угля обычно сложные, состоящие из нескольких пачек, разделенных прослоями породы; нередко выклиниваются, особенно по падению, замещаясь породами различного состава, вплоть до конгломератов. По характеру угленакопления весьма вероятны внутри-формационные размывы пластов, особенно вблизи береговой линии бассейна аккумуляции, а также бифуркация их в обратном направлении, т. е. в глубь бассейна. Однако определение масштаба этих явлений до более датальных исследований и установления на их основе достаточно обоснованной синонимики угольных пластов пока не представляется возможным. Имеющиеся данные позволяют наметить лишь самые общие направления наиболее существенных изменений угленосности некоторых изохронных горизонтов толщи. Так, достаточно широко развитая абашевская свита относительно повышенной угленасыщенностью располагает только в южных частях Тутуясской (Осиновское месторождение) и Центральной (южное крыло) мульд. На остальной площади угленосность ее резко снижается, вплоть до полного исчезновения, например в центральной части Тутуясской мульды.

Наиболее широко развитая в прошлом и сохранившаяся до ныне от денудации осиновская свита характеризуется также невыдержанной угленосностью. Максимальная угленасыщенность ее приурочена к средней части западного крыла Центральной мульды (Уропский — Литвиновский участки) и восточной части Доронинской впадины. Относительно повышенная угленосность этой свиты наблюдается также в северо-западной (Восточно-Абашевский участок), юго-западной (Осиновское месторождение) и центральной частях Тутуясской мульды. Участки резко сниженной угленосности, при отсутствии пластов угля рабочей мощности, расположены в районе Подобаса, на восточном крыле и в северо-восточной части Тутуяеской мульды, а также на южном крыле Центральной мульды и в западной части Доронинской впадины.

Резко повышена угленасыщенность осиновской свиты в сопредельных с Кузбассом районах — в Кататской мульде и на Ампалыкском месторождении, где развит чулымо-енисейский тип разреза с мощными пластами угля.

Верхние — терсюкская и курундусская свиты распространены ограниченно и характеризуются слабой угленосностью. При этом заметная рабочая угленосность курундусской свиты проявляется только в средней части (Литвиновский участок) Центральной мульды.

Нешироко распространены также нижние — распадская и лебедевская свиты. Последняя развита только в Доронинской впадине и изучена крайне слабо. Распадская свита относительно повышенной, в том числе рабочей угленосностью характеризуется только на восточном крыле Тутуяеской мульды (Распадское месторождение), в южной части Центральной мульды (правый берег р. Томи) и в восточной части Доронинской впадины (Озернинский профиль).

В целом по основным структурам бассейна общая угленасыщенность находится в прямой зависимости от мощности толщи. Наибольшие ее значения колеблются от 2,1% в Доронинской впадине до 2,8% в Центральной и Тутуясской мульдах. Соответственно рабочая угленосность колеблется в пределах 1,2—1,9%.

Максимальная угленосность приурочивается к тем участкам бассейна, на которых распространена только наиболее угленасыщенная осиновская свита. К ним относятся западная окраина Центральной мульды и Нарыкская синклиналь. Общая угленосность в этих участках 6,3—10,2%, рабочая 3,2—9,3%. Характер рабочей угленосности в современных контурах распространения отложений тарбаганской серии по основным структурам бассейна показан на рис. 31.

Проведенные до настоящего времени исследования среднемезозойских отложений безусловно недостаточны для надлежащей оценки их угленосности. Особенно слабо в этом отношении освещены средняя часть и северо-восточная и юго-западная окраины Центральной мульды, средняя и северная части Тутуясской мульды и западная половина Доронинской впадины.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна