Генетические типы угленосных отложений и бассейнов
Как ранее было отмечено, угли образовались из торфяников, различных по своему составу. Если древние торфяники развивались внутри континента, часто на базе существовавших в то время озер (в замкнутых водоемах), то они создавали так называемые, лимнические угольные бассейны (от греческого слова лимнос — озеро). В случае образования торфяников в прибрежно-морских условиях из них сформировались паралические бассейны (от греческого слова паралос — близкие к морю). В этих условиях торфяники могли во время морских ингрессий и трансгрессий покрываться водами моря, и на них отлагались типичные морские осадки с присущей им морской фауной, При отступлении моря снова начиналось заболачивание образовавшихся морских отложений и т.д.
К лимническим бассейнам относят Челябинский бассейн, бассейны нижней Силезии, Саарский; к бассейнам паралического типа — Донецкий. Иллинойс (США), а также Рурский.
На основании диагностических признаков Г.А. Иванов подразделил все бассейны на три типа: геосинклинальный, переходный и платформенный (табл. 24).
В отложениях геосинкликального типа осадки различных возрастов залегают в общем согласно Фациальный их состав преимущественно мелководный. Среди всех мощных отложений геосинклиналыюго типа угленосные отложения составляют значительную часть н имеют нередко мощность в несколько километров. Угленосная толща не имеет при этом резких границ
В мощных толщах угленосных отложений, главным образом песчано-глинистых, известняки и угли составляют 1—2%. Характерно присутствие типично морской и солоноватоводной фауны. Количество пластов и пропластков угля значительно и более или менее равномерно распределяется по всей угленосной толще, но пласты преимущественно маломощные: из сотен пластов и пропластков палеозойской толщи Донецкого бассейна рабочей мощности достигает 30—40. Угли здесь почти исключительно гумусовые. По характеру накопления они главным образом автохтонные и выдерживаются по мощности на значительных расстояниях. Химический состав углей одного и того же пласта также более или менее постоянен. Содержание золы и серы резко не меняется.
В отложениях платформенного типа (континентальных) залегание угленосной толщи всегда бывает несогласным с залеганием подстилающих пород. Возрастное несогласие свидетельствует здесь о длительном перерыве в осадконакоплении, что является для этого типа важным диагностическим признаком (бассейны Подмосковный, Иркутский и др.).
Мощность угленосной толщи невелика — редко сотни метров. Фациальный состав угленосной толщи почти исключительно наземно-континентальный. Угли по условиям накопления относятся к озерно-болотному типу. Для осадков характерно преобладание песчаных толщ над глинистыми. В них встречаются остатки флоры, пресноводная и наземная фауна. Угленосные отложения (речные и озерно-болотные) сильно изменяются на коротких расстояниях. В незначительной по мощности угленосной толще содержится ничтожное количество угольных пластов, главные из них приурочены к основанию толщи. Пласты угля не выдержаны по мощности: они выклиниваются и расширяются на коротких расстояниях. Химический состав их также непостоянен, особенно по содержанию золы. Породы угленосной толщи чаще рыхлые и лишь изредка сцементированные.
Тип отложений переходных зон как бы совмещает в себе черты двух вышеуказанных типов, поэтому в таких образованиях представлено большое разнообразие как мощностей угленосной толщи, так и фациального состава ее. Здесь нередко наблюдается смена типов угленакопления.
Формирование углей некоторых бассейнов иногда начинается по одному типу, затем условия меняются и отложение углей этого бассейна «переходит в другой тип. Так, в нижнекарбоновое время Карагандинский бассейн образовался как тип геосинклинального накопления угленосной толщи. Уже в верхнем визе здесь заметен перевод к типу промежуточных зон, а в юрское время — угленакопление типа континентальных платформ.
Ни для одного из приведенных трех типов бассейнов нет оснований утверждать, что по мере того, как земной шар стареет, процесса угленакопления замирают.
Среди бассейнов карбонового возраста преобладающим оказался геосинклинальный тип бассейнов. Пермские, мезозойские и кайнозойские бассейны представлены в большинстве случаев переходным типом. Платформенный тип бассейнов развит от палеозоя до кайнозоя. Около 50% мировых запасов приходится на платформенные бассейны, остальные 50% распределены в бассейнах геосинклинальных и переходных.
В последующие годы был предложен ряд новых схем классификаций угленосных отложений, угольных бассейнов и месторождений (П.В. Васильев. Ю.А. Жемчужников, М.К. Коровин. Г.Ф. Крашенинников и др.). В табл. 25 приведена классификация П.В. Васильева, дополняющая классификацию Г.А. Иванова, в табл. 26 — классификация Г.Ф. Крашенинникова.
Тектоническая классификация, разработанная Г.Ф. Крашенинниковым (табл. 26), делит бассейны на геосинклинальные и платформенные. Среди геосинклинальных областей он выделяет внутренние весьма подвижные зоны (восточный склон Урала), стабилизированные зоны (Кизеловскийбассейн), краевые и внутренние прогибы (Донбасс, Кузбасс), а среди платформенных областей различает подвижные (Челябинский бассейн) и устойчивые (Подмосковный бассейн).
Источник
Геосинклинальный угольный бассейн это
Г.А. Фандюшкин, А.И. Гресов 0.0.
  В основу предлагаемой классификации угольных бассейнов Северо-Востока России положен историко-тектонический принцип, раскрывающий как направленность и стадийность развития земной коры рассматриваемого региона, так и особенности её современного строения. В классификации показано структурно-тектоническое положение всех классифицируемых объектов в увязке с их возрастом и дана характеристика их диагностических признаков. Это позволяет использовать её для качественного и количественного прогноза угленосности в регионе.
  Показано, что все угольные бассейны Северо-Востока России сформировались на орогенной стадии развития земной коры и приурочены к различным по геотектоническому положению и строению впадинам и прогибам. Это позволило выделить три класса бассейнов: вулканических поясов, жестких блоков и складчатых областей. Наиболее характерными типами бассейнов, приуроченных к жестким блокам и вулканогенному поясу, являлись соответственно наложенные приразломные и вулкано-тектонические, а бассейнов, расположенных в складчатых областях — наложенные впадины мезозойской области, орогенные наложенные прогибы, наложенно-унаследованные рифтогенные и внутрискладчатые прогибы.
  Ключевые слова: классификация, угольные бассейны, вулканогенный пояс, жесткий блок, складчатая область, Северо-Восток России.
  До настоящего времени вопрос о генетической классификации многочисленных угольных бассейнов, площадей и месторождений Северо-Востока России остаётся слабо разработанным. Основной причиной этого является низкая степень их геологической изученности. Частично данный вопрос рассматривался в работах Г.Г. Попова [6], Н.И. Погребнова [5], Н.В. Иванова [3] и В.М. Богомазова [1], в пятом и шестом томах монографии «Угольная база России» [8]. При этом разброс мнений относительно тектонического режима, сопровождавшего накопление угленосных формаций, довольно значительный. Так, например, Г.Г. Попов относит угленосную формацию Зырянского бассейна к геосинклинальному типу, Н.В. Иванов — к орогенному и частично геосинклинальному, В.М. Богомазов — к орогенному, а Н.И. Погребнов — к платформенному.
  Часто вопрос тектонической классификации угольных бассейнов рассматривается совместно с классификацией угленосных формаций, и это вполне закономерно, поскольку палеоструктура угольного бассейна определяет обычно и генетический тип угленосной формации. В пользу главенствующей роли тектогенеза, определяющего свойства угольных бассейнов, особенности протекающих в них процессов торфонакопления, углеобразования и дальнейшего сохранения угольных залежей, высказывали и многие исследователи. Действительно, все первичные диагностические признаки угленосных формаций (мощность осадков, их литолого-фациальный состав и соотношения с окружающими комплексами пород, количество, мощность и морфология угольных пластов, петрографический состав и первичная окисленность угля) при прочих равных условиях в значительной степени обязаны своим происхождением тектоническому режиму развития площади углеобразования.В связи с этим в основу предлагаемой классификации угольных бассейнов и угленосных площадей Северо-Востока положен историко-тектонический принцип, раскрывающий как направленность и стадийность развития земной коры рассматриваемой территории, так и особенности её современного строения. При этом по возможности были учтены взаимоотношения тектонических режимов во времени и в пространстве. В классификации показано структурно-тектоническое положение всех классифицируемых объектов в увязке с их возрастом и дана характеристика их диагностических признаков. Это позволяет использовать её для качественного и количественного прогноза угленосности в регионе.
Классифиация угольных бассейнов Северо-Востока России
  По мнению автора, все угольные бассейны Северо-Востока России сформировались на орогенной стадии развития земной коры. Геосинклинальная же стадия, характеризующаяся накоплением подводных, преимущественно кремнисто-вулканогенных, грауваккавых и флишевых формационных комплексов, в предлагаемой классификации не выделена, поскольку углеобразование для неё не свойственно [2, 4, 7]. Не выделена в классификации и платформенная стадия, поскольку она в пределах рассматриваемой территории только зарождается, а немногочисленные кайнозойские структуры, сложенные неогеновыми угленосными отложениями платформенного облика (Лаптевско-Янская площадь), включены в орогенную группу.
  В основу выделения бассейнов и формаций орогенной группы положено представление Е.Е. Милановского (1968) о нижне- и верхнемолассовой формациях, соответствующих ранне- и позднеорогенной тектоническим стадиям.
  Угольные бассейны и площади Северо-Востока приурочены к различным по геотектоническому положению и строению впадинам и прогибам, что и определило выделение трех классов бассейнов: окраинных вулканических поясов, жестких блоков и складчатых областей. При этом для бассейнов, образовавшихся на жестких блоках в орогенный этап развития смежной территории, применен термин «синорогенный», который отражает генетическую и временную связь области торфонакопления с активными зонами земной коры, вовлекшими в погружение окраины более стабильных смежных геоструктур и тем самым создавшими обстановки, благоприятные для накопления в них угленосных толщ.
  Наиболее характерными материнскими палеоструктурами угольных бассейнов, приуроченных к жестким блокам и вулканогенному поясу, являлись, соответственно, наложенные приразломные и наложенные вулкано-тектонические впадины, в своем возникновении и развитии не связанные непосредственно с геосинклинальной предисторией складчатой области. Такие структуры осложнены относительно простой складчатостью и разрывными нарушениями преимущественно сбросового характера. Мощность угленосных отложений в них чаще всего невелика — первые сотни метров, редко до тысячи метров. Количество угольных пластов — до десяти, редко — первые десятки. Породы представлены чаще всего чередованием песчано-конгломератовых и угленосных песчано-алевролитовых пачек. Первые распространены преимущественно в нижних горизонтах разреза и в прибортовых частях впадин, вторые — в их центральных частях. Широко развиты русловые и пойменные фации. Степень метаморфизма углей в бассейнах рассматриваемых типов, как правило, невысока. Для мезозойских углей характерны каменные угли марок Д, Г, для кайнозойских — бурые угли.
  Бассейны, относимые к классу бассейнов складчатых областей, более разнообразны по характеру материнских палеоструктур. Наряду с наложенными впадинами мезозойской области здесь выделяются орогенные наложенные прогибы, наложенно-унаследованные рифтогенные и внутрискладчатые прогибы.
  Основными диагностическими признаками бассейнов и площадей, приуроченных к наложенным впадинам Верхояно-Чукотской складчатой области, являются: моноформационный характер отложений, относительно небольшая (первые сотни метров) мощность угленосных толщ, их континентальный генезис, горизонтальное или пологое залегание, единицы рабочих пластов угля, часто мощных и сверхмощных, слабая тектоническая нарушенность, низкая степень углефикации (преобладают бурые угли). К наиболее характерным формациям данного типа относятся неогеновые угленосные толщи Лаптевско-Янской, Сеймчано-Буюндинской угольных площадей, Зырянского, Аркагалинского и других угольных бассейнов.
  Основное участие в строении бассейнов остальных типов класса складчатых областей принимают нижне-и верхнемолассовые комплексы мелового, палеогенового и неогенового возрастов и, нередко, подстилающие их формации предшествующей геосинклинальной стадии развития (Зырянский, Анадырский, Беринговский и др. бассейны). Многоярусное строение таких бассейнов выражено весьма отчетливо. В большинстве своем они являются полиформационными. Границы между формационными комплексами проводятся по резкому фациальному изменению наборов пород, по изменению характера цикличности, по стратиграфическому или угловому несогласию.
  Нижнемолассовые комплексы разнообразны по составу и степени дислоцированности. В одних случаях в них преобладают континентальные терригенные отложения (Зырянский бассейн), в других (Анадырский бассейн) — морские терригенные осадки, в третьих (Пенжинская площадь) развиты существенно туфогенные и терригенно-туфогенные образования. Верхнемолассовые комплексы сложены чаще всего континентальными и прибрежно-морскими толщами.
  В целом, в пределах рассматриваемой территории выделяется шесть типов угольных бассейнов, объединенных в два класса и одну группу.
  Таким образом, историко-тектонический принцип классификации угольных бассейнов и площадей позволяет выявить связь особенностей их тектонического строения и характера угленосности с условиями и процессами их образования на различных стадиях эволюции земной коры в различных тектонических обстановках. Поэтому эта классификация является также пространственно-временной. Генетическая сторона классификации заключается в том, что для каждого бассейна устанавливается определенное место и время в последовательно сменяющих друг друга различных тектонических обстановках.
Прогнозные возможности классификации
Прогнозные возможности классификации выражаются в двух основных моментах.
  Во-первых, поскольку основные геотектонические режимы различаются между собой по многим параметрам (контрастность и интенсивность колебательных движений, типы осадочных и магматических формаций, степень проницаемости коры, характер метаморфизма, типы складчатости, геотермические особенности и др.), следовательно, осадочные угленосные бассейны, формирующиеся в областях проявления различных геотектонических режимов, также резко контрастируют по набору указанных характеристик, которые непосредственно влияют на специфику онтогенеза угля.
  Во-вторых, установление генетической последовательности типов бассейнов позволяет осуществлять рассмотрение теоретически возможных сочетаний палеотектонических обстановок, прогнозировать латеральные ряды погребенных осадочных бассейнов, наиболее вероятные комбинации и количество структурно-формационных комплексов, их вещественный состав, особенности магматизма и характер угленосности. Так, различия в составе и строении геосинклинальных и орогенных комплексов проявляются достаточно отчетливо и показывают, что угленосность для первых не характерна. Угленосность орогенных комплексов ограничивается молассовыми формациями. При этом промышленная угленосность приурочена в основном к верхнемолассовой формации.
  В заключение следует отметить, что, определяя тип угольного бассейна по самым общим геологическим данным и его современному геотектоническому положению, можно прогнозировать: 1) характер его гетерогенности; 2) количество, набор и комбинации структурных и угленосных комплексов пород; 3) формационные особенности этих комплексов и, следовательно, особенности накопления и преобразования исходного органического вещества; 4) характер изменения по разрезу и площади складчатых и разрывных дислокаций, а также характер и масштабы угленосности; 5) особенности проявления магматизма и степень метаморфизма угля.
1. Угленосные отложения Северо-Востока России представлены молассовыми комплексами пород, сформированными на орогенной стадии развития земной коры.
2. По стадии тектонического развития выделена одна группа угольных бассейнов — орогенная; по положению в геоструктурах выделено три класса бассейнов — складчатых областей, вулканических поясов и жестких блоков; по характеру материнских палеоструктур выделено шесть типов бассейнов: наложенных приразломных и вулкано-тектонических впадин, наложенных впадин мезозойской области, орогенных наложенных прогибов, наложенно-унаследованных рифтогенных и внутрискладчатых прогибов.
3. Параметры угленосных формаций зависят от положения угольных бассейнов в пределах региональных тектонических структур земной коры и стадии их развития.
1. Богомазов В.М. Классификация угленосных формаций, бассейнов и месторождений России // Геология угольных месторождений. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2001. Вып. 11. С. 23-28.
2. Егоров А.И. Очерки угленакопления. Ростов: Изд-во Ростов. ун-та, 1974. 132 с.
3. Иванов Н.В. Угленосные формации Северо-Востока СССР: Автореф. дис. д-ра. геол.-минер. наук. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. 36 с.
4. Миронов К.В. О связях угленосности с образованием и развитием структурных форм земной коры // Тектоника угольных бассейнов и месторождений СССР. М., 1976. С. 33-58.
5. Погребнов Н.И. Структурное размещение месторождений угля и горючих сланцев на территории СССР. Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 1980. 48 с.
6. Попов Г.Г. Зырянский каменноугольный бассейн // Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 10. М.: Госгеолтехиздат, 1962. С. 32-122.
7. Тимофеев А.А., Череповский В.Ф., Шарудо И.И. Эволюция угленакопления на территории СССР. М.: Недра, 1987. 180 с.
8. Угольная база России, Т. V, VI. М.: OOO Геоинформация, 1999, 2004. 635 с.
Источник