Юрские отложения Карагандинского угольного бассейна

Юрский период, подобно карбоновому, ознаменовался двумя крупными циклами угленакопления — дубовским и михайловским. Две одноименные свиты содержат в бассейне промышленную угленосность, причем, если в раннеюрское время «узел» угленакопления располагался в Верхнесокурском районе (Кумыскудукский, Кузнецкий, Западный, Центральный, Акжарский участки), то в среднеюрское — в Карагандинском (Михайловское месторождение).

В дубовской свите заключено до 20 угольных пластов и пропластков, которые сосредоточены в двух угольных горизонтах. Основное значение имеет нижний горизонт, заключающий 5—6 угольных пластов суммарной мощностью до 40 м (рис. 26). В целом угленосность дубовской свиты снижается с севера на юг, где продуктивные отложения замещаются мощной конгломерато-песчаниковой толщей. Кроме того, угленосность Верхнесокурского района несколько выше, чем Карагандинского.

В Верхнесокурском районе, по данным Н.С. Умарходжиевой, дубовская свита содержит два угольных горизонта: нижний мощностью до 40 м, заключающий пять рабочих пластов, и верхний (20 м), присутствующий только на Центральном участке и состоящий из маломощных линз угля (0,1—1,5 м). Расстояние между горизонтами 10—20 м. Основная угленосность приурочена к восточной половине района.

На наиболее изученном Кумыскудукском участке, расположенном на юго-восточном замыкании Верхнесокурской впадины, представляет интерес только нижний угольный горизонт, в котором самым мощным и устойчивым является пласт 1. Его мощность равна 5—12 м (на участке расщепления 2—6 м); она постепенно убывает к востоку. Средняя подсчетная мощность 7 м. Пласт обычно состоит из 3—4 пачек угля, породные прослои составляют 10% общей мощности. На небольших изолированных площадях, тяготеющих к выходу на поверхность, пласт теряет рабочую мощность.

Пласт 2 самостоятельное значение приобретает на небольшой площади в западной половине участка и представляет собой отщепленную верхнюю пачку пласта 1. Мощность его изменяется от 1,1 до 6,6 м, средняя мощность, принятая в подсчет, 2,5 м.

На расстоянии 1—5 м от пласта 2 располагается относительно устойчивый на западе участка пласт 3, состоящий из 3—4 пачек угля суммарной мощностью 1,0—6,5 м. Средняя подсчетная мощность 2,4 м (на 40% площади, где пласт балансовый). В восточной половине участка пласт выклинивается или замещается углистым аргиллитом.

Пласт 4 отделен от пласта 3 толщей песчаников, алевролитов и аргиллитов мощностью 1—10 м, обычно 4—7 м. Мощность его изменяется от 1 до 7 м, средняя подсчетная мощность 3,9 м (на 50% площади, где пласт является балансовым). В восточной части участка пласт выклинивается, а в центральной от него отщепляется пласт 4, приобретающий здесь (на 10% площади) самостоятельное значение и мощность 1,2—3,6 м (подсчетная мощность 2,0 м).

Пласт 5, расположенный в 1—5 м выше пласта 4, на 40% площади относительно устойчив и имеет мощность 1—5 м (подсчетная мощность 2,4 м). Он состоит из 2—6 пачек угля с прослоями аргиллитов, составляющих 9% общей мощности пласта. На востоке участка пласт теряет рабочую мощность.

Коэффициент угленосности на участке обычно изменяется от 10 до 50. Углы падения пород обычно не превышают 5—10°, но иногда достигают 30—70°, что характерно для небольшой флексурной складки на западе участка. Максимальная глубина залегания пласта 1 в пределах карьерного поля (где граница по падению проходит по изолинии с предельным коэффициентом вскрыши 10 м3/т) 200—250 м.

Кузнецкий участок располагается на северо-восточном крыле Верхнесокурской впадины непосредственно к северу от Кумыскудукского участка. Здесь развит нижний угольный горизонт, который на значительной площади частично, а иногда и полностью размыт. Поэтому конгломераты вышележащей кумыскудукской свиты нередко служат кровлей угольных пластов. Практическое значение здесь имеет только пласт 1, образующий совместно с пластом 2 один сложный пласт мощностью 5—15 м. На 80% площади пласт балансовый со средней подсчетной мощностью 7,5 м. В 2—3 м выше залегает пласт 3, который на этом участке расщеплен на 3—5 тонких (0,3—1,0 м) угольных пачек, залегающих в интервале до 10 м. Пласт 4, отстоящий от пласта 3 на 10 м, имеет очень сложное строение. По одиночным скважинам его общая мощность 2—3 м, подсчетная 1,5—2,0 м. Пласт нерабочий. В 5 м выше залегает сложный нерабочий пласт 5 мощностью 2 м (подсчетная мощность 1,5 м). Средний коэффициент угленосности 20.

Центральный участок расположен на юго-западном крыле Верхнесокурской впадины и примыкает с запада к Кумыскудукскому участку. Крупным Кумыскудукским взбросом участок делится на два блока. В пределах южного (опущенного) блока угольный горизонт вскрыт на глубине более 400 м. В северном (приподнятом) блоке породы дубовской свиты залегают под углом 40—50°, поэтому угольный горизонт быстро погружается на глубины, недоступные для открытой разработки. Изолиния предельного коэффициента вскрыши (10 м3/т) ограничивает узкую площадь со сравнительно неглубоким залеганием углей. По степени угленасыщенности разреза Центральный участок сходен с Кумыскудукским. Пласт 1 относительно устойчив, имеет сложное строение и мощность 5—10 м. Средняя подсчетная мощность равна 5 м. Пласт 2 обычно представляет собой верхнюю пачку пласта 1 и лишь иногда отходит от него, становясь самостоятельным пластом мощностью I—1,5 м. Общая мощность сложного пласта 3 равна 0,7—3,5 м. На 30% площади он относится к балансовым (подсчетная мощность 2,0 м). В 1—2 м выше залегает нерабочий пласт 4 мощностью 1,0—2,5 м. Лишь на 10% площади он имеет забалансовую под-счетную мощность — 1 м. Расстояние между пластами 4 и 5 равно 2 м. Пласт 5 на 10% площади достигает рабочей мощности 2 м. Угольная масса обычно составляет менее 50% общей мощности пласта.

Западный участок, расположенный на северо-западном крыле Верхнесокурской впадины, изучен весьма слабо. Двумя скважинами на глубине 80—100 м здесь вскрыт нижний угольный горизонт, заключающий четыре угольных пласта. Пласт 1 мощностью 4—5 м имеет очень сложное строение. Многочисленные породные прослои занимают 50—60% общей мощности пласта и делают его нерабочим. Пласт 3 характеризуется небольшой мощностью (1,0—1,7 м), 10—30% которой занимают аргиллиты. Пласт 4 имеет сложное строение; его рабочая мощность 3,4—4,6 м. На прослои аргиллитов приходятся 20% его мощности. Мощность пласта 5 изменяется от 0,7 до 3,5 м, из которых до 50% составляют аргиллиты и углистые аргиллиты. Судить о выдержанности этих пластов по площади трудно. Коэффициент вскрыши в пределах изученной площади превышает 10 м3/т. Коэффициент угленосности в среднем равен 15.

В центральной части Верхнесокурской впадины (между Западным, Кузнецким, Кумыскудукским и Центральным участками) на площади примерно 50 км2 нижний угольный горизонт залегает на глубине 200—400 м. Пласт 1 (совместно с пластом 2) имеет сложное строение и относительно устойчивую мощность 10—15 м. Он состоит из двух, пачек мощностью 4—7 м, разделенных породным прослоем мощностью 2—3 м. Пласты 3,4 и 5 обычно нерабочие, их мощность чаще всего равна 0,7—1,5 м. Коэффициент вскрыши 13—15 м3/т. Коэффициент угленосности 2—5.

На Акжарском участке, расположенном на западе Верхнесокурского района, в дубовской свите на глубине 100—150 м вскрыт нижний угольный горизонт с двумя пластами. В одной скважине пласт 1 достигает мощности 3,7 м, а пласт 3—2,0 м. Строение их сложное. В двух других скважинах встречены только пропластки угля.

В Карагандинском районе интерес представляют угли Дубовского месторождения, которое располагается на площади Алабасского и Дубовского участков (где развиты карбоновые угли). Дубовская свита здесь заключает два угольных горизонта, из которых верхний содержит чаще всего лишь пропластки угля, а нижний состоит из пяти обычно неустойчивых, забалансовых по мощности пластов сложного строения. Пласт 1 имеет общую мощность 4,5 м и подсчетную 3,1 м; по кондициям, утвержденным для Кумыскудукского участка, сохраняет рабочую мощность (более 2 м) на 50% площади. Пласт залегает на глубине 50—100 м. Пласт 2 находится в 2—5 м выше пласта 1 и характеризуется мощностью 2,6 м (подсчетная 1,5 м). Он имеет сложное строение и относится к забалансовым по мощности. На небольших участках рабочую мощность имеет также пласт 3, расположенный в 10—15 м выше пласта 2. Его общая мощность 4,3 м, подсчетная — 1,5 м. Строение очень сложное. В 2—45 м выше залегает пласт 3 (общая мощность 2,9 м, подсчетная — 2,4 м), который только на 30% сохраняет рабочую мощность. Среднее расстояние между пластами З и 4 равно 15 м. Пласт 4 имеет общую мощность 4,3 м, подсчетную — 2,5 м. На 20% площади он отнесен к категории балансовых и на 20% — забалансовых. Строение его очень сложное. Пласт 5 отстоит от пласта 4 на 5 м. Он относится к забалансовым по мощности (общая мощность 2,7 м, подсчетная — 1,5 м). Средний коэффициент угленосности 20.

Наибольший интерес, по данным С.X. Байпакова, представляет западная часть Дубовского месторождения, приуроченная к полузамкнутой синклинальной складке. Здесь глубина залегания нижнего рабочего пласта обычно равна 50—70 м, а коэффициент вскрыши не превышает 10 м3/т. Дубовская свита содержит в нижнем горизонте пять пластов, из которых два нижних — рабочие. Пласты 1 и 2 обычно представляют собой один относительно устойчивый пласт сложного строения мощностью 2,6—8,6 м (средняя подсчетная мощность 4,1 м). В 10—15 м выше залегает пласт 3, который относится к группе неустойчивых. Он состоит из двух слоев, из которых нижний на 50% площади сохраняет рабочую мощность (общая 2,0—8,2 м, подсчетная 1,8 м). Пласт 31 находится в 2—5 м выше пласта 3, имеет простое строение и мощность 0,6—2,8 м (подсчетная — 1,5 м). Он выдерживается на большей части площади, но является забалансовым по мощности. В 15 и 20 м выше залегают тонкие (обычно менее 1 м) неустойчивые пласты угля 4 и 5. Несколько пластов такой же мощности вскрыто и в верхнем угольном горизонте. Средний коэффициент угленосности свиты равен 25.

В пределах остальной площади Карагандинского района к настоящему времени не обнаружено участков, имеющих практическое значение. Мощность пластов здесь обычно не превышает 1 м. На небольших площадях в пределах Промышленного и Саранского участков пласты 1 и 3 достигают мощности 2—4 м и состоят из 2—5 пачек угля. В южном направлении углеплотность свиты резко снижается, пласты расщепляются на тонкие прослои углей и углиетых аргиллитов. В редких случаях они имеют мощность 1—2 м, увеличивается и глубина их залегания.

На крайнем юге района угленосные отложения дубовской свиты замещаются толщей безугольных конгломератов и песчаников.

Таким образом, к наиболее перспективным относятся Кумыскудукский участок и западная часть Дубовского месторождения. Целесообразно продолжить изучение Кузнецкого и Центрального участков. Перспективы Западного и Акжарского участков ограниченны.

Михайловская свита содержит рабочие пласты только в Карагандинском районе, на Михайловском месторождении. В основном в верхней части свиты заключено восемь пластов бурого угля. Пласты I, VI, VII и VIII представлены тонкими прослоями угля. Пласт II неустойчив (мощность 0,1—2,1 м). Пласт III мощностью 10—21 м (угля 6—17 м) был основным объектом эксплуатации. Наиболее сложным строением отличались нижняя и верхняя его части. Количество породных прослоев достигало 25 и убывало от центра месторождения к периферии. В центральной части месторождения в пласте имелась мощная (до 8 м) пачка алевролитов. Пласт IV характеризовался сложным строением и на ограниченной площади достигал мощности 2—4 м. Строение пласта V простое, мощность его редко достигала 2—3 м.

На площади Верхнесокурского района в михайловской свите вскрыты лишь тонкие пропластки угля. На юге бассейна песчано-глинистые угленосные осадки михайловской свиты замещаются безугольной толщей конгломератов и песчаников.