Угольный пласт, его почва и кровля

Под угольным пластом понимают скопление угольного вещества распространенное на значительной площади и заключенное между почти параллельными плоскостями (поверхностями) напластования пород, из которых одна будет кровлей, другая почвой. Почва и кровля угольного пласта в большинстве случаев генетически связаны с углем.

Угольные пласты обычно бывают сложены из нескольких слоев угля, раздельных слоями других пород, называемых преслойками пустой породы. При отсутствии прослойков пород угольный пласт слагается сплошной массой угля. В первом случае пласт называется сложным (рис. 15, I), во втором случае — простым (рис. 15, II).

Если простой, угольный пласт сохраняет свое строение на всем протяжении, то его можно рассматривать как пласт непрерывного накоплений. Сложные пласты являются пластами прерывного накопления, т. е. они связаны с изменениями характера накопления или с остановками в процессе накопления растительной массы.

Породы, непосредственно вмещающие угольные пласты, представляют большой интерес для изучения, так как отражают условия образования угленосной толщи и историю развития самого угольного пласта. В большинстве случаев угольные пласты заключены в глинистых сланцах, хотя наблюдаются и многочисленные отклонения от этого правила. Особенно характерны закономерности в образовании почвы и кровли пласта в паралических бассейнах. Так, например, в Донецком бассейне выделяются три основные комбинации условии, отвечающие контакту пород кровли и почвы с углем:

1. Пласты угля подстилаются или покрываются непосредственно более или менее значительными но мощности толщами однородных пород. Они дают с углем непосредственный и резкий контакт, свидетельствующий о быстрой смене условий накопления. Это встречается нередко, но не составляет общего правила.

2. Пласты угля отделяются от подстилающих или покрывающих пород промежуточными слоями небольшой мощности и переменного состава. Чаще всего они бывают углистыми, свидетельствуя о постепенном переходе к новым условиям накопления. Эти условия являются наиболее распространенными.

3. Пласты угля подстилаются или покрываются толщами сланцевых пород, быстро меняющих по вертикали петрографический состав. С этим нередко бывают связаны переслаивание угля с безугольными породами, склонность угля к выклиниванию или расщеплению (бифуркация) и вообще изменчивость осадков по горизонтальному направлению. Последнее свидетельствует о неустойчивом режиме при отложении осадков в указанных случаях.

Из рассмотренных случаев на примере Донецкого бассейна становится ясным, что кровля и почва могут быть то тесно связаны с самим угольным пластом, то характеризовать резкое наступление новых условий. В большинстве случаев изменение этих условий можно установить по литологическому характеру кровли и почвы и по характеру контакта их с углем.

В условиях Донецкого бассейна в большинстве случаев почвой пласта являются сланцы — глинистые, песчано-глинистые или песчанистые. Песчаники в основании угольных пластов встречаются значительно реже. Известняки встречаются только в исключительно редких случаях, главным образом там, где и кровля состоит из известняка, т. е. уголь лежит среди известняков. Песчаниковая почва является характерной для некоторых мезозойских бассейнов Сибири и Дальнего Востока.

Породы кровли угольных пластов отличаются от пород почвы переходом в сланцы и песчаники. В месторождениях и бассейнах лимнического типа породы кровли не обнаруживают постоянства, в бассейнах же паралического типа образование их косит закономерный характер. В последних все эти породы имеют, как правило, водное происхождение, причем часто обязаны своим образованием деятельности мелкого моря. Все породы кровля угольного пласта в бассейнах паралического типа слоисты и часто тонкосланцеваты.

Встречающиеся в кровле пластов Донецкого бассейна песчаники, глинистые сланцы и известняки указывают на различные условии накопления осадков, следовавшие за образованием угольных пластов. Отложение в кровле пластов грубопесчанистых осадков соответствовало, по-видимому, наиболее быстрому и резкому изменению предшествовавших условий накопления. В некоторых случаях это даже было связано с размывом накопленного ранее растительного материала.

Отложение слоев известняка в кровле угольного пласта свидетельствует о быстрой, глубоком и распространившемся на большой площади опускании дна заложения Донецкого бассейна. Иногда это сопровождалось размывом накопившегося торфа, причем чистые известняки с морской фауной налегают непосредственно на угольные пласты.

Глинисто-сланцевые породи, в большинстве случаев образующие кровлю угольных пластов, являются типичными осадками мелкого моря. Об этом свидетельствуют встречающиеся в них следы морской ряби и волноприбойные знаки, а также растительные остатки, всегда расположение только по поверхности наслоений что говорит о перенесении их водой.

Следует отмстить, что в пласте угля, а также в его кровле нередко встречаются остатки морской (иногда, для лимнических бассейнов, пресноводной) фауны.

Прослойки в угле. Под прослойками в угле следует понимать как отложения породы во время перерыва в накоплении угольного вещества, так и переходные слои, отвечающие совместному отложению растительного материала и неорганического осадка. В последнем случае получается серия углистых пород со всеми переходами их в сланцы и песчаники.

Часть угольного пласта, заключенная между двумя породными прослоями, называется пачкой.

Прослойки пустой породы, разделяющие угольный пласт на отдельные угольные пачки, отвечают, вообще говоря, времени перерыва в накоплении растительного вещества, но это не значит, что такие прослойки всегда означают временное прекращение развития болота, где происходит торфообразование. Это справедливо только для достаточно мощных и выдержанных прослойков.