Месторождения девонского пояса угленакопления палеозойского возраста

Угленакопление в девоне происходило в паралических условиях. Исходным растительным материалом служили псилофитовые растения. Угли представлены главным образом кутикуловыми липтобиолитами.

В настоящее время установлено девонское угленакопление на значительно больших площадях, чем это считалось раньше. Углепроявления в верхнем девоне в европейской части России установлены на значительной площади — от восточных склонов Тимана до западного склона Южного Урала. Среди сплошного поля морских образований угли занимают небольшие площади и представлены слоями или линзами гумусового угля мощностью до 0,5 м. включенными в континентальных отложениях мощностью до 40—50 м сменяющиеся в вертикальном направлении морскими образованиями. Эти углепроявления промышленного значения не имеют.

Отложений углей в девоне известны в Центральном Казахстане Кузнецком бассейне и восточнее его — в Красноярском крае. Из них имеют некоторое практическое значение месторождения в Кузнецком бассейне (Барзасский район) и в Центральном Казахстане (районы пос. Баян-Аул и г. Каркаралинска). В других районах угленосность представлена маломощными пластами и линзами угля и развита на небольшой площади.

В Казахстане девонское угленакопление находится среди более древних, обычно магматических и метаморфических пород, в виде разрозненных островных выходов осадочного девона. Рабочий пласт угля мощностью до 1 м залегает в угленосной толще среднедевонских песчаников. Угли кутикуловые — липтобиолитовые.

Такого же типа угли, марки газовых, имеются в переотложенных береговых отложениях в Балхаш-Аккульской впадине.

На северо-востоке Кузнецкого бассейна в 50 км от г. Кемерово находится Барзасское месторождение, которое по своеобразному составу и происхождению углей представляет большой интерес, так как угли здесь сложены остатками кутикулы псилофитов, одних из первых выходцев растений на сушу.

Девонские отложении Барзасского месторождения подразделяются А.В. Тыжновым на нижнюю свиту (продуктивную), сложенную лагунно-континентальными осадками и эффузивно-туфогенными породами, и верхнюю, представленную морскими отложениями.

Продуктивный девон относится к верхам нижнего и низам среднего девона, а основании представленного так называемой толщей или свитой Красной горы, залегающей с размывом и несогласием на сильно дислоцированных, более древних, по-видимому, силурийских образованиях. Толща сложена конгломератами, песчаниками и красноцветными аргиллитами.

В южной части Барзасского месторождения залегает Дмитриевско-перебойская толща (свита), представленная аргиллитами, песчаниками и конгломератами с галькой кембрийских известняков. В Дмитриевско-перебойской толще встречаются отпечатки растений псилофитового типа и прослойки сажистого угля. Эту толщу в значительной части слагают битуминозные известняки, переходящие в горючие сланцы, которые местами переходят в почти сплошной пласт угля мощностью до 50 м.

Стратиграфически ниже залегает эффузивно-туфогенная толща, представленная о большей части туфогенными, а местами осадочными породами.

Эффузивно-туфогенная толща в центральной и северной частях месторождения перекрывается барзасской толщей (свитой) — основной продуктивной частью девона, сложенной главным образом серыми и зеленовато-серыми аргиллитами с прослойками конгломератов, песчаников и битуминозных известняков.

Рабочий пласт угля и ряд небольших прослоев и северной части месторождения залегают в нижней части Барзасской толщи, Барзасская толще в основании сложена мощными базальными конгломератами из галек кембрийского возраста и, по-видимому, залегает непосредственно на отложениях кембрия. М.Д. Залесский по обильной флоре псилофитового типа относит барзасскую толщу к нижнему и среднему девону.

Трансгрессивно и с угловым несогласием на отложениях барзасской толщи, а местами и на додевонских породах залегает нижняя красноцветная толща; она сложена аргиллитами, конгломератами с крупными валунами кварцитов, песчаниками и редкими известняками. На основании встреченных в этой толще отпечатков папоротников ее относят к началу верхнего девона. Выше этой толщи располагаются морские отложения франского яруса.

Тектоническое строение Барзасского месторождения обусловлено следующими основными фазами складчатости:

1) додевонскими, которыми сильно дислоцированы и собраны в простые, иногда мелко гофрированные складки, асе породы, существовавшие до этого времени;

2) слабо выраженной среднедевонской, вызвавшей несогласное залегание нижней красноцветной толщи на более древних слоях девона:

3) послеверхнепалеозойской, которая была после отложений верхнепалеозойских свит Кузнецкого бассейна, она определила тектоническое строение района и всего месторождения.

Этими фазами были образованы несколько складок. Основной из них является Невская антиклиналь, имеющая очень сложное строение. Она дугообразно протягивается через весь район. К востоку от Невской антиклинали расположена слабо проявляющаяся синклинальная складка, переходящая к северу в Анжеро-Судженскую синклиналь. Имеется ряд мелких нарушений типа сбросов.

Угленосность Барзасского месторождения выражена несколькими пластами углей, мощностью 0,4—3,6 м, из которых рабочим является лишь один пласт «Основной», рабочая мощность которого (в среднем 2 м) по простиранию прослежена почти на 10 км и по падению на 2 км.

Барзасские угли сложены из остатков псилофитов и относятся к очень своеобразному типу — липтобиолитам. Широкое распространение слоистости углей (не менее чем на 2 км в глубь от береговой линии) указывает мы то, что образование, по-видимому, происходило на дне лагуны и возможно связанной с морем.

Угли отличаются высоким выходом летучих веществ (до 60—80%) и повышенным содержанием водорода (8—10%). Теплота сгорания достигает 9500 ккал/кг.

Различные условия преобразования растительного материала привели к образованию нескольких разностей углей. Верхнюю и нижнюю пачку пласта «основною» обычно слагают клареновые и витреновые разности, по внешнему виду близкие к нормальным гумусовым углям. Эти разности углей отличаются очень высокой зольностью (свыше 40%) и малым выходом смол.

Плитчатые или листоватые угли образуют вторую группу, они дают крупные плиты, легко расщепляющиеся по наслоению и при выветривании распадающиеся на длинные лентовидные тела — остатки кутикул псилофитов, образуя подобие раздерганной рогожи, откуда и получили свое название «рогожки». Эта группа углей слагает основную часть пласта. Она отличается меньшей зольностью (до 18%) и высоким выходом смолы (до 28% на сухое вещество).

Следующая, сравнительно мало распространенная группа представлена плотными, менее зольными так называемыми «сливными» углями и является наиболее ценной, так как дает повышенный выход первичной смолы (до 30—35%) и обладает сравнительно небольшой зольностью (20—25%).

В нижней красноцветной толще встречены очень прочные брекчиевидные угли, сложенные чередованием обломков угля с аргиллитами, пиритом и другими породами. Несмотря на высокое (до 50%) содержание золы, они, благодаря высокой битуминозности дают выход смол до 40%.

Хотя зольность барзасских углей велика, они являются ценным сырьем для химической промышленности. Запасы их составляют 1,5 млрд. т.