Геологические карты кузнецкого бассейна

Геологическое строение и литология Кузнецкого бассейна

УДК 552.14 (571.17)

Геологическое строение и литология Кузнецкого бассейна

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кузнецкий угольный бассейн представляет собой угленосную толщу, сложенную разнообразными осадочными горными породами, образующими чехол. Осадочная толща подстилается фундаментом, сложенным гранито-гнейсовыми метаморфическими горными породами докембрийского возраста. В центре бассейна мощность чехла достигает 10-ти километров. К периферии бассейна мощность осадочных пород чехла постепенно уменьшается и по окраинам бассейна, она сходит «на нет». В этих участках земной коры фундамент бассейна выходит на поверхность и залегает в виде горно-складчатым сооружений, окружающих Кузбасс с четырех сторон. С юго-запада – самое древнее Салаирское горно-складчатое сооружение. С юго-востока Кузбасс обрамляется Горно-Шорским складчатым сооружением, входящим в Алтае-Саянскую складчатую область. С северо-востока располагается Кузнецко-Алатаузская горно-складчатая структура. А с северо-запада Кузнецкий бассейн замыкается Томь-Колыванской складчатой зоной, перекрытой более поздними мезозойскими отложениями Западно-Сибирской плиты. Кузнецкая котловина сформировалась в результате субдукции, между указанными горно-складчатыми геосинклинальными зонами. По этой причине в горных системах, обрамляющих Кузбасс, нередко проявлен базальтовый вулканизм в виде вулканов центрального типа триасового возраста.

Особый интерес среди всех горных пород, встречающихся в Кемеровской области, вызывают осадочные горные породы, так как именно в них локализуется основное полезное ископаемое – каменный уголь.

Формирование осадочного комплекса Кузнецкого бассейна охватывает 350 млн. лет с раннего палеозоя по средний мезозой. Значительное накопление осадков проходило в силурийском и ордовикском периодах. Однако наиболее масштабные процессы, определившие последующую историю региона, начались в девонском периоде. Современные очертания и внутреннюю структуру бассейн приобрел в основном к концу юрского – началу мелового периода.

Разнообразие осадочных горных пород обусловлено изменением фациальных условий образования, имеющих место в то или иное геологическое время в Кузбассе. Определив структурно-текстурные особенности и вещественный состав осадочных горных пород можно восстановить фациальные условия их образования. В стратиграфической схеме Кузнецких угленосных отложений выделяется 21 свита, каждая из которых отличается характерным петрографическим составом и разной угленосностью.

Уголь зарождается в континентальных условиях из торфа, образующегося в лагунных болотах, которые формируются при регрессии моря. Осадочные горные породы, не содержащие угольных пластов, образуются в условиях моря. Стратиграфическое чередование угленосных и безугольных толщ свидетельствует о том, что море периодически трансгрессировало и регрессировало на территорию Кузбасса.

В Кузнецком бассейне развиты три угленосные формации:

— среднепалеозойская – девонская, представлена самым древним на планете углем – кутикуловым сапромикситом (барзасская рогожка), растительным материалом для которого явилась первая водоросль, вышедшая на сушу. Осадочные породы девонской системы сложены в основном морскими известняками, и лишь в местах проявления сапромикситов появляются песчаники;

— верхнепалеозойская каменноугольно-пермская формация представлена двумя фазами углеобразования каменных углей, проявленных в виде двух серий: балахонская (С1), содержащая высоко метаморфизованные каменные угли и кольчугинская (С2-3 – Р1) с углями средних ступеней метаморфизма. Между указанными сериями располагаются безугольные морские осадочные породы, сложенные песчаником. Угленосные свиты этой формации представлены переслаиванием песчаников и алевролитов. Конгломераты, глинистые и карбонатные породы образуют тонкие слои. В средней части бассейна пермские отложения перекрываются мощным (1540 м) комплексом безугольных и туфогенных пород триасового возраста;

— мезозойская – юрская угленосная формация содержит пласты бурых и слабометаморфизованных каменных углей. Вмещающие уголь, осадочные породы сложены юрскими континентальными терригенными отложениями общей мощностью 1750 м. Они залегают на палеозойских и триасовых (мезозойских) отложениях со стратиграфическим перерывом и структурным несогласием.

Стратиграфический разрез Кузнецкого бассейна заканчивается покровным комплексом рыхлых песчано-глинистых осадков мощностью 5 — 15 м, реже до 50 м. Среди них выделяют меловые, палеогеновые и четвертичные отложения.

Таким образом, в залегании осадочных пород в пределах Кузнецкого бассейна наблюдается концентрически-зональная закономерность. С периферии бассейна на поверхность выходят более древние осадочные горные породы, а чем ближе к центру бассейна, тем породы становятся более молодые. Такое соотношение горных пород характерно для синклинальной структуры, и Кузнецкий бассейн, действительно, в геологической литературе рассматривается, как мульда или, синеклиза, то есть мега синклинальная структура.

1.Череповский, база России. Том 2. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири.- М.: , 2003.- 604 с.

Источник

LiveInternetLiveInternet

—Подписка по e-mail

—Поиск по дневнику

—Интересы

—Постоянные читатели

—Статистика

Геологическое строение. Рельеф Кемеровской области.

все записи автора

Территория Кемеровской области имеет сложное геологическое строение. Формирование ее шло под влиянием внешних и внутренних сил Земли, приведших к образованию разнообразных горных пород — магматических, осадочных, метаморфических и др.

Примерно 350 миллионов лет назад на Земле начался период, ставший весьма важным в процессе формирования планеты. В течение десятков миллионов лет земная кора испытывала крайние неудобства, то изламываясь и выбрасывая наверх дышащие огнем породы, то раздвигаясь и поглощая собственную остывающую поверхность. В числе других родившихся гор тогда возник могучий Алтай с многочисленными своими ответвлениями — меньшими сородичами. Имя этому периоду — карбон. Carbo, carbonis — на языке древних римлян означает уголь. Газ углерод (дословно: рождающий уголь) в теснейшей связке с кислородом и водородом стал одним из компонентов всего живого на Земле. Соединение этих трех удивительных элементов поражает бесчисленным множеством сочетаний и наверняка еще поразит неизведанными формами существования материи.

В начале этого периода на большей части Евразии, в том числе и на месте нынешнего Кузбасса, плескалось огромное море. Периодически оно отступало и тогда обнажалось его дно с оставшейся чередой озер и болот, которые заполнялись торфяниками. Проходило несколько миллионов лет, — и круг повторялся: море вновь заявляло свои права на эту территорию, затягивало дно песком и галечником, хороня под ними сложившийся торфяной слой. Затем оно снова уходило, чтобы освободить место для хвощей и древовидных папоротников, — и те, падая в болото, формировали очередной слой.

Более сорока раз море и торфяники меняли друг друга на этом месте, образовав такое же количество угольных пластов.Самыми древними образованиями на территории области (Кузнецкий Алатау и Горная Шория) являются верхнепротерозойские комплексы метаморфических и кристаллических сланцев, гнейсов, кварцитов, известняков, мраморов. Кембрийские отложения представлены в виде туфов, песчаников, известняков, сланцев, доломитов. В Салаирском кряже преобладают горные породы палеозойской группы: граниты, известняки и песчаники. В кембрийский период палеозойской эры происходит мощный вулканизм с неоднократными перерывами и накоплениями осадков, сопровождающийся интрузиями, внедрением магмы в земную кору и видоизменением горных пород. В палеозое в центре области образуется Кузнецкое море, на дне которого откладываются глины, пески, известняки и остатки древнейших растений. Бурное развитие пышной тропической растительности, произраставшей вдоль берегов моря и многочисленных рек, явилось основой для накопления огромной растительной массы и происхождения каменных углей. Морское осадконакопление горных пород палеозойской группы шло в кембрии, ордовике, силуре и девоне и завершилось к раннему карбону. В зависимости от продолжительности и глубины залегания, давления и температуры шло образование различных видов углей: бурых, каменных и антрацитов. Интенсивный процесс накопления углей в Кузбассе начался в каменноугольный период и продолжался в течение пермского, юрского и палеогенового периодов.

Север Кемеровской области, включающий южную часть Западно-Сибирской равнины, сформировался в мезозойскую и кайнозойскую эры, представлен платформенным чехлом, состоящим преимущественно из осадочных пород. Территория области имеет особую геотектоническую структуру — краевой прогиб, смену ландшафтов от морских переходных к континентальным; особый пульсирующий характер погружения, эпизоды компенсации прогибания приростом органической массы; климатический фактор — анаэробное брожение в болотах, предопределившее разнообразный состав углей; различная интенсивность тектонических движений, вызвавших различия марочного состава углей.

Современный рельеф области в основном сформировался в четвертичный период кайнозоя. Рельеф области тесно связан с геологическим строением и отличается большим разнообразием. Выделяется пять орографических районов: Кузнецкий Алатау, Горная Шория, Салаирский кряж, Кузнецкая котловина и Западно-Сибирская равнина.

Для Кемеровской области характерным является преобладание горного рельефа, занимающего 61 тыс. кв. км. или 63,9% всей ее территории. В настоящее время происходит медленное поднятие всего нагорья.

Северная территория области расположена в пределах юго-восточной части ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЫ, которая занимает 5,5 тыс. кв. км. (4,7% территории области). Рельеф преимущественно равнинный.

Гидрографическая сеть области богата. Все реки принадлежат бассейну реки Обь. На территорию области приходятся их истоки, верхние и средние течения. Наиболее крупные из них: Томь, Кия, Яя, Мрассу, Кондома, Иня, Чумыш и их притоки. Направление течения, строение долин отражают сложные тектонические процессы, происходившие в этой горной стране в отдаленные геологические эпохи. В высокогорьях Кузнецкого Алатау сотни карстовых озер. По северным склонам его озерные котловины (оз. Б. Берчикуль и др.) имеют, по-видимому, плейстоценовый возраст.

Источник

Кузнецкий угольный бассейн — географическое положение и общая характеристика

Географическое положение

Географическое положение Кузнецкого бассейна представлено на карте России. Занимает он большую часть Кемеровской области в Западной Сибири. Здесь находится котлован, ограниченный горными хребтами Кузнецкого Алатау и Горной Шории. Эти места входят в состав Алтая. Общая площадь территории составляет 26,7 тыс. км².

Основную часть пространства бассейна занимают степи и лесостепи. Однако в южной части и к востоку распространяется тайга.

Климат здесь резко континентальный, с постоянным колебанием температур. Ясная погода сопровождается интенсивным потоком солнечных лучей.

Протекающая тут река Томь пересекает с севера на юг весь район угольного бассейна. Она не только снабжает людей питьевой водой, но и используется для технических нужд предприятий.

В результате постоянно проводимых работ ландшафт подвергся большим трансформациям. Особенно это касается западной территории. Именно в этом направлении идет разработка месторождения, потому что здесь присутствуют наибольшие залежи угля. Также активно проводится работа в северной части Кемеровской области, из-за чего рельеф местности подвергся большим изменениям.

Характеристика бассейна

Кузбасс относится к крупнейшим угольным бассейнам, потому что здесь добывается 2/3 угля России.

Характеристика кузнецкого угольного бассейна опирается на следующие показатели:

• Количество угольных пластов в толще земли составляет 350 штук. По всему разрезу наблюдается их неравномерное распределение. При этом они имеют разные виды и мощность.
• Величина максимальной мощности пластов доходит до 370 м.
• Наиболее часто встречаются пласты толщиной 1,3—4 м. В некоторых местах их размер достигает 15—20 м.
• В среднем работы ведутся на глубине 200 м. Однако некоторые шахты раскапываются на 500 м, в зависимости от того, где идет залегание пластов.
• ­ Запасы угля составляют 58,8 млрд т. Если сравнивать с общим количеством в мире, то это составляет 29,1%.
• Готовая к освоению часть месторождения содержит 25,4 млрд т.

Неравномерность распределения пластов высокая. Это отражается в угольных свитах:

• В состав Кольчугинской и Балахонской свит входит 237 пластов.
• Тарбаганская свита — 19.
• Барзасская — 3.

Качество добываемого угля

На основании утверждения специалистов ископаемый уголь в Кузнецком бассейне имеет высокое качество. При этом в каждой серии имеются свои отличия:

• В Балахонской — присутствуют гумусовые угли с содержанием витринита в количестве 60%.
• В Кольчугинской — тоже добываются гумусовые угли, но в них содержание витринита уже до 90%.
• В Тарбаганской — каменные и бурые угли.

Наиболее качественной считается угольная продукция, которая содержит ряд составляющих. К ним относятся:

• Присутствие влаги от 5% и до 15%.
• Составление примеси золы от 4 до 16%.
• Количество фосфора до 0,12%.
• Летучие вещества находятся в больших пределах: 4—42%. Сравнительный анализ показывает, что чем их меньше, тем лучше.
• Сера — 0,4—0,6%.

Добываемый уголь имеет и другие характеристики. Описание их следующее:

• Степень калорийности — 8,6 ккал.
• Теплота сгорания — 7000—8600 ккал / кг.

Проблемы месторасположения

Основной проблемой месторождения считается его удаленность от потребителей. Перевозку сырья можно производить только по железной дороге, а такое сообщение в этих местах развито плохо.

Несмотря на то что добывать продукцию экономически выгодно, необходимые транспортные расходы значительно увеличивают стоимость сырья. В итоге оно становится неконкурентоспособным. С практической точки зрения, это ставит под сомнение перспективы развития бассейна.

Другая проблема — это экологическая ситуация. Заключается она в следующем:

• Из-за постоянных раскопок нарушается земельный рельеф.
• С течением времени на месте законсервированных шахт начинается проседание земли. Иногда формируются провалы.
• В случае сильного ветра пыль достигает населенных пунктов.
• Во время переработки полезных ископаемых уровень концентрации химических веществ в атмосфере превышает норму.

Основные способы добычи

В зависимости от условий, добыча каменного угля в Кузнецком бассейне возможна тремя способами. К ним относятся:

Вторые 2 варианта являются более прогрессивными. По добыче этими способами бассейн занимает 2 место на территории России.

Добыча и переработка угля осуществляется на 25 фабриках. Поступающий уголь обрабатывается при помощи большого количества техники:

• Работает около 200 механизированных комплексов.
• Несколько сотен комбайнов и погрузочных машин.
• Около 2000 электровозов.
• Более 10000 ленточных конвейеров.

Техника работает и при добыче угля. Непосредственно на объектах находятся:

• Около полутысячи экскаваторов.
• Около 100 электровозов.
• Сотни бульдозеров и подъемных кранов.

Суточный план составляет 10 тыс. т. С течением времени планируется вести прирост добычи.

Подземный вариант

Благодаря такому способу, обеспечивается добыча более качественного угля. Продукция обладает следующими свойствами:

• Обеспечивает максимальную отдачу при сгорании.
• В угле содержится минимальный процент золы.
• Количество летучих веществ находится в районе нижнего предела.

К недостатку такого способа добычи сырья относится высокая степень опасности при проведении работ. Нередко случаются аварии со смертельным исходом, часто шахтеры получают тяжелые травмы. Чтобы этого не происходило, необходимо прокладывать шахты в соответствии с нормами. Обращать внимание на горное оборудование, постоянно заменять его новым, как только оно отслужило свой срок.

Открытый вариант

Открытый способ добычи угля в Кузнецком бассейне стал больше практиковаться в последнее время. Добытая таким образом продукция составляет 30% от общего объема. Работы проводятся в тех местах, где залежи угля находятся близко к поверхности.

На 1 этапе необходимо снять верхний слой земли. Проводится это с помощью специализированной техники. В зависимости от плотности пород, это делается 2 способами:

• С применением бульдозеров. Такое возможно, если верхний слой рыхлый и имеет небольшую толщину.
• С использованием драглайнеров или экскаваторов роторного типа. Мощная техника применяется тогда, когда требуется удалить с поверхности большой слой пород.

В некоторых случаях используются многоковшовые экскаваторы, а обслуживает их вспомогательная техника. Для последующего транспортирования продукции используются вагоны.

Открытый способ добычи угля имеет ряд преимуществ:

• Нет необходимости в шахтах, что значительно понижает себестоимость продукции.
• Возможность проведения работ на большой территории.
• Нет вероятности обвалов, а значит, уменьшается риск получения производственных травм или гибели рабочих.

Гидравлический метод

Такой метод применяется только при наличии подземных вод. В Кузбассе этим методом добывается только 5% угля. Продукция при помощи струй жидкости поднимается на поверхность. Важным условием является сила водного потока.

Территория по добыче угля гидравлическим способом постепенно расширяется. Связано это эффективностью такой добычи. Снижение себестоимости продукции происходит за счет освобождения рабочих от выполнения операции по подъему ее наверх, эту работу берет на себя жидкость.

Кроме того метод имеет другие преимущества:

• понижается интенсивность труда;
• снижается вредность производства;
• увеличивается безопасность труда.

Перспективы развития

Благодаря разработке месторождения открытым способом, удалось понизить себестоимость продукции. Это привлекло внимание мелких предпринимателей. Показатели увеличения добычи продукции по годам: в прошлом, на сегодняшний день и в перспективе представлены в таблице.

Годы	Показатели в млн т
2010	375
2015	445
2020	485
2025	580
2030	650

Потребителями Кузнецкого угольного бассейна внутри страны являются жители Урала, Западной Сибири и Европейской территории России. Также идут поставки за рубеж, в такие страны как:

В последнее время наблюдается уменьшение экспорта в европейскую часть континента. В целях компенсации ослабевающих направлений разрабатывают поставки угля на территорию Азии. Этим Кузбасс продолжает подтверждать свою роль в развитии экономического потенциала России.

Источник