Угольный пласт. Морфология и генезис пластов, страница 2

Неоднородность пластов на площади имеет сложный характер, обязанный многофакторной природе условий формирования и проявлению вторичных наложенных процессов. Прежде всего, неоднородность выражается в зональном изменении типа разреза пласта. Эта главная особенность морфологического облика пластов имеет региональный характер, проявляется с разной интенсивностью практически во всех случаях и обусловлена неоднородностью первичных генетических режимов формирования исходных торфяных залежей. Наблюдаются различные варианты такой зональности. Назовем типичные схемы (рис. 1): слитный разрез->расслоение; расслоенный разрез->расщепление; слитный разрез->расслоение->расщепление. В каждом из этих примеров зоны расслоения и расщепления пласта сменяются далее зонами частичного или полного его выклинивания. Широко распространены и более сложные варианты, отражающие, к частности, многократное повторение указанной последовательности зон по схеме: расщепление->слияние->расщепление и т. д.

На фоне крупной (региональной) зональности пластов (смена зон или мегаблоков с тем или иным типом разреза) часто фиксируется следующий, более детальный уровень неоднородности морфологического облика, который выражается большей частью в изменении мощности синхронных слоев и горизонтов залежи. Эти изменения имеют более или менее регулярный, нередко волноподобный характер. Проявляются они в разных направлениях, их масштаб, интенсивность и размеры различны. Геологическая природа таких явлений неодинакова. В целом их, видимо, также следует связывать с неоднородностью первичных режимов формирования пластов.

Далее, морфологическая неоднородность пластов в разной мере обусловлена также неодинаковыми по своей природе локальными нарушениями первичного и главным образом вторичного характера (неровности рельефа, размывы, тектонические и атектонические деформации). Заметим, что это очень важный элемент структуры неоднородности пластов. На участках интенсивного проявления подобные нарушения нередко определяют общий облик пласта и его промышленную оценку.

Таким образом, в общем случае намечаются три главных элемента морфологической неоднородности пластов на площади (рис. 1): 1) крупная зональность; 2) изменения мощности синхронных горизонтов и всего пласта; 3) локальная нарушенность облика пластов.

Генезис пластов

Условия накопления угольных или, правильнее, торфяных пластов, подчиняясь общим законам образования осадочных залежей, обладают рядом специфических особенностей, обязанных растительной, существенно гумусовой природе исходного материала углей, подавляющая часть которого продуцируется в пределах самих углеобразующих торфяников. Такие торфяники возникают в областях гумидного, в меньшей степени семигумидного климата и связываются главным образом с прибрежно-морскими, озерными и дельтовыми обстановками. В рамках этих условий формирование пласта в разрезе и на площади контролируется соотношением ряда важнейших элементов, среди которых в первую очередь следует назвать диапазон глубин расположения уровня вод (грунтовых вод) относительно верхней поверхности торфяника. Характерным исходным соотношением является совпадение уровня вод с поверхностью торфяника, что отвечает условиям сравнительно благоприятного роста высших растений и сохранения продуктов их превращения. Максимальный уровень стояния вод в торфяном болоте определяется возможностью длительного произрастания высших растений в открытой воде и не превышает первых метров. Рост торфяника, у которого уровень грунтовых вод расположен ниже его верхней поверхности, определяется условиями сохранения и захоронения биомассы. С этих позиций благоприятны условия неглубокого расположения уровня вод.

Таким образом, можно говорить о достаточно узком и специфическом диапазоне «разрешенных» природой интервалов между уровнем вод и верхней поверхностью участков торфяника, на которых накапливается биомасса. Это важное условие влечет за собой обязательность строгого соответствия между поверхностью отложений торфа и уровнем вод на протяжении всего времени накопления торфяной залежи, что отвечает режиму компенсации или перекомпенсации. Следует принимать во внимание также крайне низкие скорости роста торфяников, равные в среднем около 1 мм/год. Соответственно время формирования торфяных залежей, отвечающих наблюдаемым ныне рабочим угольным пластам (с учетом ощутимого сокращения мощности в ряду: биомасса—торф—бурый уголь—каменный уголь—антрацит), определяется многими тысячами и десятками тысяч лет. Следовательно, указанный режим компенсации должен осуществляться при столь же малых и длительно сохраняющихся скоростях изменения поверхности образующегося торфяника относительно уровня вод. Выполнение этого строгого режима компенсации в процессе накопления торфяного пласта происходит прежде всего в результате соответствующего замедленного тектонического погружения субстрата (при постоянном уровне вод). Вместе с тем не следует полностью отвергать для условий торфонакопления роль изменений самого уровня вод или одновременного проявления (в разных соотношениях) и тектонических, и эвстатических движений, что вполне реально для внутриконтинентальных обстановок.