Качество углей Доронинского угленосного района

По данным петрографических и химических исследований керновых проб, угли Доронинской впадины имеют преимущественно гумусовый состав с некоторой примесью липтобиолитового и сапропелитового материала.

С.С. Авдеевым произведено описание петрографического состава угольных проб, выделенных из керна скв. 31 по пластам осиновской и частично абашевской и распадской, а Е.Е. Иваньковой — по четырем пластам из лебедевской, абашевской, терсюкской и курундусской свит. При этом С.С. Авдеев выделяет следующие шесть типов угля:

1) блестящий однородный уголь, характеризующийся смоляным блеском, полураковистым изломом и хорошо выраженным эндокливажем, по которому наблюдаются налеты карбонатов;

2) блестящий штриховато-полосчатый уголь с довольно четким переслаиванием блестящих, полублестящих и реже полуматовых полосок и линз;

3) полублестящий полосчатый уголь с неравномерным чередованием блестящих, полублестящих и реже полуматовых прослойков и линз фюзена. Блестящие полоски представлены обычно тонким переслаиванием витрена и кларена. Нередко они поражены трещинами эндокливажа с налетом кальцита или пирита;

4) полуматовый полосчатый уголь, состоящий из полуматовой или матовой основной массы с редкими полосками и линзами (1—3 мм) блестящего угля;

5) полуматовый однородный уголь, характеризующийся плотным, массивным сложением, тусклым блеском и раковистым изломом;

6) матовый штриховатый уголь с очень тонкими штрихами витрена и фюзена и резко выраженным раковистым изломом.

В сложении пластов преобладают блестящие и полублестящие типы (табл. 183).

По микрокомпонентному составу блестящий тип угля сложен преимущественно витреном с прослоями спорово-кутикулового кларена, полублестящий полосчатый уголь — кутикуло-споровым дюрено-клареном, полуматовый — зольно-споровым кларено-дюреном и матовый — спорово-зольным дюреном. Форменные элементы во всех микролито-типах расположены послойно, представлены оболочками микроспор, кутикулой и редкими водорослями изометричной или вытянутой формы. Фюзенизированные микрокомпоненты в виде мелких обрывков встречаются в ограниченном количестве, за исключением полуматового однородного угля, где, помимо распыленных обломков, они представлены линзами ксилена и ксилено-фюзена.

Химические анализы угля выполнены для большинства пластов лебедевской, распадской, абашевской и осиновской свит, вскрытых скважинами 31, 32 и Денисовского профиля. Угли терсюкской и курундусской свит почти не изучались. Имеющиеся данные технических и элементарных анализов угля, выполненных в лаборатории треста «Кузбассуглегеология», систематизированы в табл. 184.

Качество углей осиновской и распадской свит, исследованных наиболее полно, характеризуется близкими средними показателями технических и элементарных анализов, а также теплоты сгорания и удельного веса угля. При наличии достаточно чистых углей с зольностью 3—10% имеются и высокозольные (до 34%) разности, в связи с чем в массе угли характеризуются средней (15—17%) зольностью. Количество летучих колеблется от 42 до 54%, в среднем 45—46%; углерода 74—80%, в среднем 76—77%, и водорода 5—6%.

Значительно меняется содержание серы — 0,3—2,1% (среднее 0,7—0,9%) и фосфора — 0,004—0,119% (среднее 0,02—0,05%). Природа сернистости исследовалась только в двух пробах: Sор. 0,95 и 1,19 и Sпиp. 0,94 и 0,36%. Повышенное содержание органической серы является характерной особенностью среднемезозойских углей.

Теплота сгорания изменяется в пределах 7200—7840 ккал/кг (среднее 7540—7650 ккал/кг) и удельный вес — от 1,33 до 1,69 (среднее 1,45—1,47).

Угли лебедевской, абашевской и терсюкской свит, исследования которых ограничиваются 3—4 анализами, характеризуются близкими к рассмотренным выше качественными показателями при несколько повышенной (до 20—23%) зольности.

Уголь ряда пластов осиновской, абашевской и распадской свит был подвергнут сухой перегонке. Из табл. 185 видно, что уголь почти всех исследованных пластов осиновской свиты обладает повышенной битуминозностью по сравнению с углями распадской свиты. К сожалению, фракционный и групповой состав смол остался не изученным,

Четкие различия наблюдаются в характере спекаемости углей по свитам. Угли осиновской свиты характеризуются преимущественно порошкообразным или реже слипшимся коксовым корольком. Лишь в одном случае они показали слабое спекание. Наоборот, угли распадской свиты наряду с порошкообразными и слипшимися, имеют спекшиеся, сплавленные и даже вспученные корольки. При этом все повышенные показатели относятся к угольным пластам, вскрытым екв. 31. Аналоги этих же пластов по скважинам 32 и 51—55, вскрытые на меньших глубинах, характеризуются относительно пониженными качественными показателями. В табл. 186 приведена выборка наиболее чутких к метаморфизму показателей из имеющихся полных анализов углей. Анализы систематизированы не только по стратиграфическому положению в разрезе (сверху вниз), но и по глубине залегания от поверхности.

При рассмотрении таблицы выявляется поразительно четко выраженное направление изменений содержания влаги, углерода и теплоты сгорания по пробам угля из скв. 31. Эти же показатели углей, вскрытых другими скважинами на близких глубинах, почти точно укладываются в соответствующие интервалы глубин скв. 31, за исключением одного случая — пласта 4г по скв. 54. Ho анализ угля этого пласта вообще является противоречивым: по теплоте сгорания он соответствует интервалу глубины 550—650 м, а по содержанию влаги и углерода скорее отвечает средней части интервала 50—200 м. Это несоответствие показателей технического и элементарного состава углей пока не находит удовлетворительного объяснения. Возможно оно является следствием чисто технических причин. Ho вероятнее предположить, что в этом проявляются причины геолого-генетического свойства, так как, например, спекание угля отсутствует и у некоторых пластов распадской свиты в интервале 550—650 м по скв. 31, вообще характеризующихся хорошо спекшимся корольком.

В табл. 186 для сопоставления приведены также выход летучих и удельный вес беззольного угля. Летучие испытывают колебания в пределах 42—47%, не подчиняясь какой-либо закономерности, а для удельного веса намечается тенденция к некоторому снижению с глубиной, т. е. с повышением метаморфизма углей.

Таким образом, проведенные петрографические и химические исследования углей Доронинской впадины позволяют наметить несомненное проявление здесь регионального (глубинного) метаморфизма, правда пока лишь в самом общем виде. Судя по тому, что изохронные горизонты углей распадской свиты по скважинам 31, 32 и Денисовскому профилю (скв. 51—55) показывают различную степень метаморфизма (более высокую в центральной части и меньшую — по периферии впадины), можно говорить о горизонтальной зональности качественного распространения углей, явившейся следствием наложения регионального метаморфизма уже на дислоцированную толщу угленосных отложений впадины.

В связи с этим представляется возможным наметить прогноз качественного распределения углей наиболее полно изученных осиновской и распадской свит по глубинам их залегания.

Угли абашевской и лебедевской свит, по-видимому, будут изменяться примерно в этом же порядке, а курундусской и терсюкской — от высокозрелых бурых переходных к каменным до длиннопламенных. Однако для окончательного выявления характера и интенсивности проявления зональности качественного распространения углей в разрезе и на площади впадины необходимы дополнительные и более тщательные исследования.