книги из ГПНТБ / Егоров, А. И. Очерки угленакопления
.pdfРОСТОВСКИЙ-НА-ДОНУ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
А. И. Е Г О Р О В
О Ч Е Р К И
УГЛЕНАКОПЛЕНИЯ
Издательство Ростовского университета
1974
УДК [552.574.1 + 551.583.7] (47 + 57)
Печатается по решению совета геолого-географического факультета Ростовского-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени государственного университета
Ответственный редактор
доктор геолого-минералогических наук И. И. П о т а п о в
А. И. Е г о р о в . Очерки угленакопления. Издательство Ро стовского университета, 1974.
В монографии характеризуются причинные связи размещения угольных бассейнов разного возраста по территории СССР, тектоническое развитие этого сегмента земной поверхности и палеогеографические условия угле накопления.
Основное внимание в книге уделено тектоническим условиям угленако пления и эволюции типа углеобразующих флор.
К книге прилагаются 6 палеотектонических карт для важнейших эпох угленакопления, составленных автором. Они дают возможность установить приуроченность наиболее угленасыщенных площадей к зонам смыкания разнородных, часто разновозрастных блоков земной коры.
Монография поможет более эффективному планированию и проведе нию поисковых и разведочных работ по расширению энергетической базы нашей социалистической промышленности.
Книга рассчитана на широкий круг геологов, интересующихся пробле мами прогноза поисков угольных и других месторождений осадочного про исхождения, историко-геологическими проблемами и геотектоникой.
Е |
0294—038 |
38 доп. — 74 |
|
|
М 175(03)—74 |
Издательство Ростовского университета, 1974 г.
К Р А Т К И Й О Ч Е Р К ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ
И П А Л Е О Т Е К Т О Н И Ч Е С К И Х УСЛОВИЙ УГЛЕНАКОПЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ СССР
ВВ Е Д Е Н И Е
Энергетический кризис, охвативший капиталистиче ский мир, напоминает о том, что запасы таких
энергетических ресурсов, как газ, нефть и уголь, не неисчерпаемы. Далеко не во всех случаях они могут быть заменены другими источниками энергии, а как хи мическое сырье — практически незаменимы. Наша Ро дина богата и природным газом, и нефью, и углем. Од нако совершенно очевидно, что в нашем плановом хо зяйстве, наряду с поисками и разведками новых продук тивных площадей для удовлетворения растущих потреб ностей народного хозяйства, на ближайшие десятилетия необходимо форсировать исследовательские работы по прогнозу и учету всех потенциальных запасов горючих ископаемых. Это позволит осуществить долгосрочное планирование энергоснабжения страны и постепенную замену по мере исчерпания их запасов другими источ никами энергии.
В настоящей работе сделана попытка комплексным анализом выявить новые районы угленакопления н а территории Советского Союза. Советские геологи в по следние годы все чаще обращают внимание на различ ные аспекты изучения угленакопления. В результате накоплены ценные наблюдения о закономерной приуро ченности процессов углеобразования (угленакопления) к конкретным геологическим обстановкам, менявшимся от эпохи к эпохе, прослежена зависимость процессов накопления горючей биомассы от многих факторов, дей ствующих не всегда с одинаковой энергией и однонап равленно (Егоров, 1969).
5
Тем не менее осталась очень слабо освещенной связь про цессов угленакоплепия с геотектонической историей регионов, с тем темпом и ритмикой движений, которые были свойственны конкретным участкам земной коры в эпоху углсобразования. Раньше или позднее эпохи накопления угля (торфа) геодинамичсские условия могли быть совершенно иными. Можно при вести много примеров, когда игнорирование истории геотекто нического развития региона приводило к необоснованным отне сениям бассейнов к «геосимклннальным», «переходным» или «платформенным» типам. Им приписывались особенности, в действительности свойственные разным по генезису бассейнам.
Наиболее крупные исследования закономерностей размеще ния разновозрастных угленосных площадей на просторах па шей страны и причин миграции узлов угленакоплепия были даны П. И. Степановым в книге «Геология месторождений каустобиолитов» (1937), а также в докладе па XVII сессии МГК «Некоторые закономерности стратиграфического и палеогеогра фического распределения геологических запасов ископаемых углей на земном шаре» (1939); М. М. Пригоровским в объяс нительной записке к «Карте фактического и предполагаемого распространения углей СССР» (1942) и в работе «Геологиче ские исследования и палеогеографический анализ при разведках угленосных районов СССР» (1948); А. К. Матвеевым в объяс нительной записке к двум изданиям «Обзорной карты прогно за углей СССР» (1941 и 1956), а также в ряде других работ разных лет; А. И. Егоровым в объяснительной записке к «Карте прогноза угленосности Казахстана» (1953) и в монографии «Пояса угленакоплепия и нефтегазоносные зоны земного шара» (1960); большим коллективом бывшей Лаборатории геологии угля (ныне Отдела геологии угля ВСЕГЕИ) в капитальном труде «Атлас карт угленакоплепия па территории СССР»
(1962).
Однако в перечисленных сводных работах и многочислен ных статьях разных лет, характеризующих отдельные угленос ные площади и углепроявления, не нашли должного отражения геотектонические условия накопления углевмещающих толщ и угольных пластов. Возможность анализировать закономерно сти формирования и размещения угленосных формаций на раз личных структурных элементах земной коры появилась после выхода в свет капитальных обобщений по тектонике нашей страны и всего Евразиатского материка. Используя «Тектони ческую карту Евразии», созданную под руководством А. Л. Ян шина, II. И. Погребнов охарактеризовал размещение углепос-
6
iibix формаций относительно современных тектонических струк тур на территории СССР (Погребнов, 1970, 1972).
В настоящем очерке и в небольших предварительных сооб щениях (Егоров, 1971, 1973) кратко характеризуется эволюция угленакоплеиня в пределах СССР па фоне геотектонического развития этого обширного сегмента земной коры, а также ме няющихся палеогеографических (в том числе и климатических) обстановок и смены растительных формаций.
Изучение геологической истории угленакопления показыва ет, что место и характер скопления горючей биомассы опреде ляются одновременным воздействием геологических, физикогеографических и биологических факторов (геотектонического режима, направленности его эволюции, изменения топографи ческих и геоморфологических особенностей территории, взаимоположения областей смыва и аккумуляции осадков, положения их в климатической зоне, геохимических особенностей и дина мики водной среды, типа углеобразующей растительности и др.).
Из числа важнейших г е о л о г и ч е с к и х условий угленако пления необходимо особо выделить геотектонический режим области углеобразования. Накопление биомассы отличается от накопления терригепных минеральных пород (и частично хемогениых) очень малым интервалом скоростей нарастания био массы. Оптимальная скорость прироста торфяника редко вы ходит за пределы 1—2 мм в год, значит определенный участок земной коры при прочих благоприятных условиях может стать площадью угле- (точнее торфо-) накопления только в некото рые фазы своего тектонического развития, когда скорость по гружения затстрфованного пространства становится равной или близкой скорости нарастания торфяной массы. Такие скорости погружения земной поверхности более свойственны платформам, нежели другим геотектоническим элементам. Не будет преуве личением роли платформенных залежей угля вывод о том, что угленакопление по своей природе — преимущественно платфор менный процесс.
Мысль эта не нова. Уместно напомнить, что к таким же вы водам пришел четверть века назад Г. Ф. Крашенинников. Он го ворил в своем докладе на I геологическом угольном совещании (1944): «Изучение угольных месторождений началось как за рубежом, так и у нас в стране, естественно с крупных бассей нов: Донецкого у нас, Рурского бассейна в Западной Европе и т. д. При этом изучении выяснилось, что угленосные толщи обладают как раз основными характерными признаками геосинклинальных осадков в смысле Ога... Если принять к тому же во внимание, что угленосные отложения почти во всех этих бас
7
сейнах обладают складчатостью, то естественно следовал вьь вод, что рассматриваемые угольные бассейны представляют со бой геосинклинали. Отсюда уже был выведен закон, что уголь ные запасы геосинклинальных месторождений колоссальны, пла сты отличаются большой выдержанностью и угленосность таких бассейнов чрезвычайно благоприятна... При имевшей место пе реоценке оговской концепции о геосинклиналях и переходе в этом вопросе на новую точку зрения угольные бассейны оста лись частично в стороне, и в представлениях до сих пор про должают господствовать взгляды, недостаточно правильные с точки зрения современных геотектонических воззрений» (Краше нинников, 1947). Платформенные залежн, вероятно, более свой ственны древним эпохам угленакопления, когда примитивная, несовершенная организация первых растений тормозила фото синтез, нарастание биомассы. Однако в литературе бытует мне ние о преимущественно геосинклинальном характере древнего (палеозойского) угленакопления и о постепенном перемещении углеобразующих зон в мезозое и особенно в кайнозое на плат форму. Это ошибочное мнение не подтверждается ни статисти ческими данными о соотношении запасов платформенных и «геосинклинальных» залежей, ни анализом геотектонической об становки угленакопления на конкретных площадях. В соответ ствующих главах будет показано, что так называемые геосииклннальные угольные залежи накопились на срединных масси вах, на выступах древних структур, во впадинах денудированных складчатых сооружений, сформированных в ранние, доугольные фазы тектогенеза, т. е. па участках, выведенных из геосинклипалышго режима движений до начала угленакоплсння.
Ф и з и к о - г е о г р а ф и ч е с к и е ф а к т о р ы , вызывающие миграцию узлов углеобразования, очень разнообразны: многие из них тесно связаны с геологическими особенностями развития регионов или всей планеты в целом. Переход в платформенную стадию развития какой-либо области обычно влечет за собой освобождение от морских под на длительное время (или окон чательно) щитов и антеклиз молодых платформ и их размыв. Угленакопление либо прекращается, либо идет в изолированных внутриматериковых депрессиях, обычно небольших размеров (послегерцинский Казахстан). Наоборот, на плитах и в крае вых прогибах, захватываемых иногда эпнконтинеитальными мо рями с очень неустойчивыми береговыми линиями, угленакоп ление обычно ускоряется и охватывает обширные площади (мезозойский и кайнозойский этапы развития Западно-Сибир ской и Туранской плит). Для понимания закономерностей ми
8
грации угленакопления важен также анализ изменения границ климатических зон, направленности процесса перестройки гео зональности. Положение аридных зон, пересекающих террито рию Советского Союза и в общих чертах прослеженных на картах («Атлас карт углеиакоплеиия», 1962; Егоров, 1960), в некоторые эпохи служит главным определяющим условием локализации угленакопления.
В отличие от геологических и физико-географических факто ров угленакопления роль б и о л о г и ч е с к и х (физиологиче ских) особенностей растений-углеобразователей в изменении характера этого процесса освещена слабо. Обычно в работах, посвященных проблеме угленакопления, отмечается состав угле образующей растительности (по макро- и микрофоссилям). Слишком мало работ, дающих представление о зональности разновозрастных флор (Криштофович, 1936, 1937; Вахрамеев, 1957; и др.). Была сделана попытка в общей форме показать причинную обусловленность смещения угленосных поясов па
леозоя |
эволюцией флор (Егоров, 1960). Есть очень немного |
работ, |
которыми можно было бы продолжить этот перечень. |
А ведь |
именно биологические (физиологические) особенности |
растений разных эпох нередко определяли места наиболее ин тенсивного угленакопления в соответствующих поясах, в част ности разное положение максимально угленасыщенных зон в раннем карбоне (относительно теплолюбивая флора с лепидо-
фитовым ядром) и в |
перми |
(сравнительно холодностойкая |
флора с преобладанием |
птеридоспермов и хвойных), в раннем |
|
и позднем мелу. |
|
|
|
:|: * |
* |
Автор считает своим приятным долгом выразить благодар ность за помощь в подготовке к печати этой небольшой работы члену-корреспонденту АН СССР Ю. А. Жданову, за помощь и советы — своим коллегам Н. И. Погребнову, И. И. Потапову, И. И. Шарудо, Л. Я. Кизилыптейпу, А. Г. Портнову, Б. А. Чер никову и В. Т. Щнрову.
ЭПОХИ УГЛЕНАКОПЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ СССР
Первые скопления твердых горючих ископаемых встречены в нашей стране среди очень древних, протерозойских и рифейских отложений (Южный Урал, Сибирская платформа, Терс-
9
кей-Алатау), в кембрийских песчаниках у перевала Берку!- в Киргизии. Правильнее, вероятно, относить большинство этих образований к петролитам (метаморфизованным битумам), о чем можно судить по особенностям химического состава и по условиям их залегания (например, на перевале Беркут это секущие жилы).
С кембрия начинается накопление сапропелитов на севере Сибирской платформы, с ордовика — в Прибалтике и, вероятно, в Нарынской впадине (графитизированные угли). Силурийские, бесспорно гумусовые, зольные угли известны в нескольких рай онах Советского Союза и зарубежных стран (Туркестанский и Алайский хребты, Нуратау, Чешский массив н др.). В фюзенпзированных («мумифицированных») тканях, встречаемых в этих углях, видна дифференциация их, свойственная не водорослям, а более высокоорганизованным растениям-углеобразователям.
Тектоническая обстановка эпох раннепалеозойского угленакопления не совсем ясна из-за малого количества известных
углепроявлений. Но те из них, |
которые известны, отчетливо при |
урочены к древним массивам |
или к антиклинориям уже сфор |
мированных каледонид, или |
к приподнятым участкам смятых |
докембрийских метаморфических толщ — ядрам будущих герцинских антнклинориев. Таким образом, даже в относительно мобильных регионах (если они были таковыми в то время) угленакопление локализовалось только на стабильных блоках, отстававших от общего прогибания или имевших тенденцию к подъему на фоне общего погружения.
ДЕВОНСКОЕ УГЛЕНАКОПЛЕНИЕ
В середине девонского периода возникли первые, хотя и не многочисленные, залежи гумусовых углей промышленного зна чения. При анализе закономерностей размещения их по терри тории СССР приходится учитывать первостепенное значение резко отличной от более поздних эпох климатической зональ ности девонского периода, палеогеографию и малую приспособ ленность псилофитов, важнейшей (особенно в среднем девоне) углеобразующей растительности, к наземному обитанию. Отно сительно слабая дифференциация тканей, слабая несущая спо собность стеблей и другие анатомические особенности этих «на земных водорослей» не позволяли им распространяться за пре делы иногда очень узкой полосы морского мелководья, заболо ченной прибрежной низины, эстуариев и дельт теплых поясов
Ю