книги из ГПНТБ / Егоров, А. И. Очерки угленакопления

наблюдается иное, и нет никакого основания предполагать глу­ бокий п повсеместный размыв межмульдовых пространств в эпоху угленакопления, хотя частичный, местный, может быть, кратковременный размыв иногда несомненно происходил, пли в результате копседиментационных движений участки над сво­ дами будущих антиклиналей отставали в темпе погружения от смежных участков и на них накопление шло медленнее. В целом же угленакоплепне было подчинено ритму региональных движе­ ний и закономерностям развития структур эпикаледонского фундамента. Основными источниками минеральной массы для накопления угленосных толщ были Кокчетавская и Алтайская

быстро исчезавшие вулканические острова.

Угленосные мульды полностью обособленными участками

максимально возможного выклинивания мощностей угленосных

этого в истинном соотношении вертикального и горизонтально­ го масштабов построить предполагаемое выклинивание разре­ зов угленосных толщ от мульды к мульде, исходя из допуще­ ния, что выклинивание начинается от современного борта мульды (а это далеко не обязательно!), то при максимально возможном первичном наклоне подошвы толщи в 8— 10° многие соседние угленосные массивы перекроют друг друга. Так, Сарыадырский массив сольется с Кзылсорской, Бощасорской, Тюменьсорской, а далее, через выходы карбона на Уленте, — с Акджарской, Берлинской и другими южными мульдами; Бощасорская — с Самайсорской, последняя — с Тамсорской и т. д. Даже такая крупная региональная структура, как Еременьтауекпй антпклпнорпй, не обособляла площади угленакопления. К востоку от него лежит Коржункульская мульда, смыкающая­ ся с Космурунской впадиной, лежащей в одной из внутренних мульд антиклинория; несколько западнее расположено Пав­ ловское и другие углепроявления без каких-либо признаков изолированности этих участков в эпоху угленакопления.

Итак, с одной стороны, — представление о генетическом един­

а также для целесообразного освоения их, с другой — отрицание закономерностей угленакопления, изменения угленосности в

21

пространстве от мульдк к мульде, сведение всех наблюдаемых фактов к категории случайных явлений. По-видимому, откры­ тие М. А. Блиновой в Павлодарском Прииртышье предска­ занной угленосной мульды (Егоров, 1945), подтверждение Л. Ф. Думлером ранее выявленных закономерностей регио­ нально-метаморфических изменений углей и др. достаточно убеждают в единстве процессов формирования узла углеиакопления Северо-Восточного Казахстана.

ВЮго-Восточном Казахстане угленосные поздпетурнейские

нвизейские отложения встречаются на каледонских складчатых сооружениях (Чингиз-Тарбагатайском, Северо-Тяиьшаньском, Бетпакдала-Заилийском) и в эпигерцинских синклинорпях

(Успенском, Акжал-Аксоранском, Токраусском, Северо-Прибал- хашском и Саянском). Обстановки накопления торфа (угля) в этом регионе были мало благоприятны из-за дифференцирован­ ных и оживленных движений, подводной и наземной вулканиче­ ской деятельности, особенно в герцинской и окраинной вулка­ нической зонах (Богомазов, 1971). Поэтому угли здесь высокозольны, трудно, а иногда совсем не обогатимы. Тонкие пропла­ стки углей переслоены обычно углисто-глинистой массой, обра­ зующей в некоторых мульдах довольно мощные пласты, но в них доля относительно чистых углей ничтожна.

Раннекарбоновое угленакопление протекало в теплом гумндпом экваториальном и субтропическом поясах, только местами—

широт из-за своей малой приспособленности к обитанию в об­ ластях с большим диапазоном сезонных изменений температу­ ры, количества солнечного спета и т. п.

Северный аридный пояс протягивался из Северной Европы (Шотландии) до Подмосковья; юго-восточнее через морские пространства и архипелаги островов он прослеживается с тру­ дом. По мере приближения к нему заметно возрастает роль ксерофитов. Именно в этой зоне встречены первые древовидные хвойные. В северном гумидпом поясе, проходившем через север­ ную окраину Русской платформы, преобладали лепидофпты —

шире, чем на севере, были распространены птеридоспермы. Ран­ некарбоновое угленакопление, по-видимому, ограничивалось с севера линией Салехард—Красноярск.

Среди углей нижнего карбона семиаридной зоны очень обыч­ ны богхеды и кеннели. Они встречены в Подмосковье, Кам­

22

ском бассейне, Берчогуре й др. Даже в визейских углях Дон­ басса лнпондные элементы составляют часто 20—30% органи­ ческой массы. Перечисляя основные углеобразователи, не сле­ дует забывать и о водорослях, которые на девоно-карбоновом этапе развития растительного мира, по-видимому, играли значи­ тельно большую роль в угленакопленин, чем в последующие эпохи.

В иамюре условия углеобразования в Евразии изменились. Складкообразовательпые движения охватили обширные прост­ ранства, вызвали поднятия платформ, древних массивов, уси­ ление размыва поднятых площадей, перерывы в накоплении осадков или резкую смену их состава, чаще всего карбонатных обломочными терригенпыми. В связи с этим площади торфонакопленпя смещаются с устойчивых платформенных площадей па более подвижные. В башкирский и московский век накопление торфяных (угольных) залежей постепенно охватило Тунгусскую синеклизу Сибирской платформы, Донецкий прогиб и наиболее прогибавшиеся сннклинорип каледонид.

В среднем н особенно в позднем карбоне северный пояс углснакопления расширился к северу. В среднекарбоповую эпоху он захватил юго-западную часть Тунгусского бассейна; в конце периода угленакопление распространилось, по крайней мере, до линии, проходящей через дельту Лены и северную оконечность Сахалина, а возможно, и до более высоких широт той эпохи. Изменение ширины и очертаний пояса угленакоплеиия не было постепенным. Довольно сильные складкообразовательные дви­ жения в намюрс, о которых уже сказано ранее, и в начале сред­ него карбона заметно проявились по западной и южной окраи­ нам Русской платформы, в герцинских зонах Урало-Тяпьшань- ской складчатой области (с меньшей интенсивностью на кале­ донских блоках). Они вызвали крупные географические изме­ нения: перераспределение моря и суши на обширных площа­ дях, регрессии в Казахстане, на Урале, вероятно, в Западной Сибири и в ряде других областей. Поднятия новых участков суши, расширение аридной зоны суживают экваториальный пояс угленакоплеиия; в пределах его на нашей территории сохраня­ ются только Львовско-Волынская, Донецкая и Северо-Кавказ­ ская площади, на которых с разной интенсивностью шло нако­ пление торфяной (угольной) массы. Угленакопление замирает и в субаридной (южной периферической) зоне северного пояса угленакоплеиия. В начале среднего карбона угленосные отло­ жения еще формировались в Карагандинском прогибе, в позд­ нем карбоне южная граница пояса сместилась в Прииртышье, но так как северная граница его отодвигалась еще быстрее, то

23

пояс углеобразования в результате получал значительные прш ращения. Несомненно, это было также обусловлено появлением и быстрым развитием двух новых полихронных флор. В север­ ном поясе развивается тунгусская флора с мелкими каламита­

численными птеридоспермамп, крупными каламитами и лепндофитами. Полпхронпые флоры, как известно, обладают огром­ ной продуктивностью. Однако развитие новой растительной формации не могло идти одинаково в экваториальном поясе, уже завоеванном растениями, и в северном поясе, высокие ши­ роты которого были еще недоступны древним видам. А. Н. Криштофовпч (1937) писал: «Новые формы, возникавшие под вли­ янием изменения обстановки, получали широкие возможности занять обширные пространства, к условиям жизни в которых не были приспособлены их предшественники». Северный уме­ ренный пояс был именно таким пространством, где было воз­ можно массовое расселение новых видов, ограниченное лишь контурами прежде пустынных материков.

Наблюдается некоторое отличие петрографического состава средне- и нозднекарбоповых углей от раннекарбоповых. Умень­ шается количество липопдпых элементов и сапропелитовых прос­ лоев; основную массу углей составляют гумолиты (преимуще­ ственно гелнтолпты) с относительно малым количеством фюзеиизпрованных тканей. Обычно поздпекарбоновые угли менее зольны н хорошо спекаются. Эти особенности определяются не толь­ ко различием исходного растительного материала, но и иным режимом накопления осадков в позднем карбоне.

Зональность химического и петрографического состава сред­ не- и верхнекарбоновых углей выявляется несколько труднее из-за меньшего числа сохранившихся и хорошо изученных пло­ щадей. Можно отметить преобладание блестящих и полублестящих кларенов и дюрено-кларенов с небольшим количеством фюзинита в среднекарбоновых углях Северного Кавказа. Угли эти содержат серы (общей) менее 1%, и только в единичных пробах

—до 2%.

Одновозрастные угли Донбасса, лежавшего ближе к засуш­

ливой зоне, преимущественно клареновые. Это также главным образом гелитолиты; количество гелифицированной массы в них доходит до 80—95%, но фюзпнита — уже от 3 до 15%, а лейптннпта — 2— 10%. Угли — сернистые (серы 2,5—3,5%), причем большее содержание серы отмечено на севере, т. е. вблизи более засушливых областей.

24

Для Львойско-Ёольшского бассейна типичны полосчатые углй С малым количеством гелифицированных веществ и большим со­ держанием фюзинита. Серы в них от 2,5 до 6,0%, часты прослой­ ки глинистого вещества, включения пирита.

Тентекские (среднекарбоновые) угли Караганды типичны для северного умеренного пояса. Они смешанного дюрено-кларено- вого, реже стеблевого и смешанного кларено-дюренового соста­ ва, неясноили тонкополосчатого сложения. Преобладает гелифицированное вещество, фюзинита мало, лейптиннта (спор) ме­ нее 3%, сернистость ниже 1%.

Некоторое представление об изменении темпов угленакопле ння в карбоне на территории СССР могут дать следующие циф­ ры запасов по отделам:

В среднем и верхнем девоне приблизительно за 40 млн. лет накопилось немногим более 200 млн. т, а в нижнс-м карбоне за 20 млн. лет — 225 млрд, т ’, т. е. угленакопленне шло более чем в 2000 раз быстрее. В среднекаменноугольное время происходит спад угленакопления не только на территории СССР, но и в гло­ бальном масштабе. Одной из причин было, очевидно, оживление тектонических движений, местами активизация вулканизма, временные подъемы обширных площадей, некоторое расширение аридного пояса л др. Все эти геологические явления с одной сто­ роны тормозили процесс накопления биомассы, угнетая расти­ тельность древней формации, с другой — стимулировали разви­ тие новой полихропной флоры, которая дала мощные залежи углей конца каменноугольного периода и особенно перми, когда за 45 млн. лет накопилось более 3990 млрд, т (причем значитель­ ная часть этих площадей была уничтожена в конце гсрцинской тектонической эпохи).

Анализ палеогеографических н палеотектоничсских условий накопления карбоновых угленосных толщ дает основание пред­ полагать, что в пределах северного пояса угленакопления, в За­ падной Сибири имеется несколько угленосных площадей. Круп­ нейшая из них с нижне- и в меньшей степени среднекарбоиовыми углями лежит в низовьях Иртыша и Ишима, охватывая прираз­ ломные зоны байкалид, каледонид и более подвижных герцин-1

мн размывами. В частности, в Казахстане сохранилось от размыва не более 0,7—1,0% угольных залежей.

25

ских сооружений; Сравнительно меньшие по площади и по угленасыщенности (учитывая их более северное положение в поясе карбонового угленакопления) приурочены к приразлом­ ным прогибам у западной окраины Сибирской платформы. Не­ сомненно, что в середине периода характер угленакопления на всех указанных площадях изменился так же, как и в изученных Карагандинском, Кузнецком и Тунгусском бассейнах. На Ишим- еко-Иртышской площади, лежавшей, подобно Карагандинской, вблизи постепенно расширявшейся аридной зоны, рост торфя­ ников был заторможен в более раннее время, чем на площадях, располагавшихся у края Сибирской платформы. Однако в этой части пояса угленакопления до конца периода, по-вндимому, еще не было достаточно богатого растительного покрова и, как в среднекарбоновых свитах Кузбасса или Тунгусского бассейна, сформировались лишь незначительные у г л и с т ы е прослои и тонкие линзочки угля.

Таким образом, обнаружения новых крупных залежей нижне­ карбоновых углей можно ожидать лишь в низовьях Ишима и Иртыша. Но они перекрыты очень мощными покровами мезозой­ ских и кайнозойских отложений и поэтому пока не представляют промышленного интереса.

ПЕРМСКОЕ УГЛЕНАКОПЛЕНИЕ

Область (пояс) пермского угленакопления четко ограничена на юге (в современной географической сети — на юго-западе) аридной зоной (см. схему). Климатическая граница проходила но поднятиям казахстанских каледонид (Чингиза, Тарбагатая, Кокчетавского массива), Тимана, полуострова Канина. Север­ ная граница пояса угленосности определялась контурами Ангар­ ской суши, которая не являлась пределом возможного расселе­ ния на север холодностойких растений из сообщества пермских углеобразователей.

Все угленосные площади пермского этапа угленакопления расположены либо в синеклизах и краевых прогибах древних, эпипротерозойских платформ (Тунгусский и Ленский бассейны), либо на примыкающих к ним (обрамляющих) байкалидах (Пе­ чорский бассейн), денудированных каледонндах, складчатых со­ оружениях, образующих ядра эпигерцинских платформ (нало­ женные мульды, межгорные прогибы и т. п.) и, наконец, в кра­ евых прогибах и впадинах молодых, раннегерцинских платфор­ менных формирований (Кузнецкий бассейн, Прииртышье).

26

Тектонические условия формирования некоторых крупных угольных бассейнов расшифрованы не полностью. Таков, напри­ мер, Таймырский бассейн, расположенный целиком в зоне складчатых структур верхнепалеозрйского прогиба (Геология месторождений угля..., т. 8). Но в течение нижнего, среднего и частично верхнего палеозоя на Таймыре после крупной предпалеозойской фазы складчатости существовали платформенные условия седиментации, образование же складчатой структуры связано с позднейшей активизацией. Таким образом, пермское угленакопление имеет еще более ярко выраженный платфор­ менный или субплатформенный характер, чем угленакопление предыдущего периода. В связи с этим во многих пермских угле­ носных бассейнах некоторые особенности седиментации были унаследованы от более ранних этапов угленакопления — поздне­ карбонового и даже раннекарбонового, как, например, в Мину­ синском бассейне.

Несмотря на то, что крупных перестроек структур древних платформ в перми не произошло, и не было существенных из­ менений рельефа их поверхности, все же условия накопления осадков менялись. На северо-востоке Русской платформы, в Печорской синеклизе, с артинского века п почти до конца пери­

ода формировалась ритмично построенная и равномерно насы­ щенная углями единая угленосная формация, слабо разобщен­ ная на части какими-либо перерывами. Накопление угленосных осадков началось в прибрежно-морских условиях и продолжа­ лось в поздней перми в обширном опресненном бассейне.

На Сибирской платформе и на всех складчатых сооруже­ ниях, обрамляющих ее, угленакопление протекало в два этапа (фазы). Первый этап охватывал на юго-западе (от Приирты­ шья до юго-западных районов Тунгусского бассейна) поздний карбон и раннюю пермь, на северо-востоке (восточная полови­ на Тунгусского бассейна, Таймыр, Вилюйская синеклиза, При­ морье)— только раннюю пермь. Запаздывание начала углена­ копления по мере движения на северо-восток можно было бы объяснить миграцией растительности на «палеосевер», расши­ рением ареала произрастания позднепалеозойской полихронион флоры. Но растительность позднепалеозойской формации рас селилась по суше в пределах всего пояса угленакопления еще в конце карбона, однако скоплений растительной массы на при­ поднятых, размывающихся площадях либо не образовалось, либо они были вскоре же уничтожены. Так было в восточной половине Тунгусского бассейна, в Вилюйской синеклизе, Приверхоянье и частично в Южном Приморье. Поздно началось

27

накопление угленосной толщи и углей на Таймыре, покрытом ранее морем.

Саальские и близкие им по времени (а местами и синхрон­ ные) тектонические движеш-yi на Русской платформе не прояв­ лялись; на Сибирской платформе они вызвали незначительные поднятия выступов докембрийского фундамента. Угленакопленис либо прервалось па короткое время, либо затормозилось усилившимся сносом минеральной массы в платформенные прогибы. Еще более сильное влияние тектонической фазы на границе ранней и поздней перми заметно в распределении угольных пластов по разрезу осадочных толщ бассейнов, лежа­ щих в каледонских и раннегерцинских складчатых зонах. Б ре­ зультате некоторого омоложения складчатых структур, блоко­ вых поднятий и усиления размыва болотные ванны быстро за­ полнялись рыхлым минеральным материалом, усиление эрозии почв приводило к угнетению растительности, этому же способ­ ствовал рост сухости климата во виутриматернковых простран­ ствах. Свиты, накопленные в эту эпоху в бассейнах, где седи­ ментация нс прекращалась, обычно носят название «безугольных», хотя пропластки и тонкие пласты иногда встречаются в их разрезе.

Угленакопленне прекратилось, как и началось, в разное время и по разным причинам. В Печорском бассейне оно было прервано расширением аридного пояса и оживлением вулканиз­ ма в Предуралье. Постепенное разрастание пояса пустынь, которое вызвало в конце карбона гибель углеобразующей ра­ стительности в Карагандинском районе, оборвало угленакопле­ нне в Прииртышье в ранней перми. В большинстве остальных бассейнов накопление угленосных отложений прекратилось в результате оживления тектонических движений, заполнения впа­ дин или поднятий суши; на Сибирской платформе дробление допалеозойского фундамента н дифференциация движений бло­ ков его сопровождались резким усилением трапповых излияний в конце перми и раннем триасе; на Восточный Таймыр вновь подвинулось море. Схема развития угленакоплення в основных пермских бассейнах показана на рис. 1.

Наибольший суммарный пласт, превышающий 350 м и от мечающий максимальную интенсивность углеобразования перм­ ского периода, накопился в Кузбассе, второй по величине сум­ марный пласт (140 м) — в Печорском бассейне. В объясни­ тельной записке к Атласу карт угленакоплення (1962) утвер­ ждается, что наивысшие мощности суммарного пласта обуслов­ лены максимальной продуктивностью растительного сообщества южной, более теплой части пояса углеобразования, в которой

28

Рис. 1. Изменение интенсивности углсиакоплсиня в иоздпеналеозойскос время.

лежали указанные два бассейна. Вряд ли это правильное объ­ яснение. Не следует упускать из виду, что пермская (тунгус­ ская) флора довольно холодностойкая, именно это свойство позволило ей завоевать новые площади в более высоких широ­ тах, чем те, в которых существовало раннекарбоновое расти­ тельное сообщество, и там следует ожидать наибольшей продук­ тивности растений-углеобразователей. В самом деле, наиболь­ шей мощностью отличается пласт «Мощный» Кокуйского ме­ сторождения Тунгусского бассейна; его средняя мощность 61 м. максимальная — до 74 м, тогда как одноименный наибольший по мощности пласт в Кузбассе достигает только 21—32 м. На­ копление самых мощных суммарных пластов в Печорском и Кузнецком бассейнах обусловлено не столько какими-либо осо­ бенностями растительности южной зоны, а в большей степени тектонической природой этих бассейнов: оба они лежат в уме­ ренно подвижных платформенных районах, в которых много­ кратно восстанавливалась динамическая обстановка, благопри­ ятная для накопления торфа.

В северном поясе пермского угленакопления продолжалось развитие тунгусской полихронной флоры, обогащение ее новыми, более холодностойкими, а местами мезофитными и даже ксерофитиыми видами. Впрочем, последние были более свойственны другому типу флоры, вестфальскому, приуроченному к жаркой тропической и экваториальной зонам. Состав растительности

29

синхронных тунгусской и вестфальской флор отражал не толь­ ко климатические особенности мест их обитания, но и состав, а также эволюцию предковых флористических сообществ, ре­ ликты которых обычны в перми. Роль реликтов карбоновой фло­ ры неизмеримо больше в сообществе растений южных областей, приблизительно совпадавших с зоной наибольшего карбонового угленакопления.

Умеренные широты обширного пермского северного пояса угленакопления, заселенные листопадными древовидными неггератпопсисами с мелкими листьями, птеридоспермами, папо­ ротниками, а также членистостебельными и мхами, в карбоне были еще очень слабо покрыты растительностью. Поэтому здесь в конце палеозоя развивалось сообщество относительно холодностойкнх, преимущественно эндемичных растений.

Состав углеобразующей растительности Печорского и Куз­ нецкого бассейнов, с одной стороны, и более северного, Тунгус­ ского и даже Таймырского, с другой, не имел существенных различий, что указывает либо на однородность климата в широ­ ком северном поясе пермского углеобразования, либо на хоро­ шую приспособленность растений к обитанию в областях с раз­ ной средней температурой и различной увлажненностью почвы. Пе очень отчетливо зональность проявляется лишь в некото­ ром уменьшении количества членистостебельных к северу и увеличении роли птеридосперм на юге вблизи аридной зоны. К концу периода заметно снижается количество кордаитов и по­ степенно возрастает роль хвойных, распространение которых в первой половине периода ограничивалось обычно южными рай­ онами пояса угленакопления и жаркой сухой зоной за его пре­ делами, где вместе с птеридоспермами ксерофитного облика они образовывали островные заросли в редких обводненных впадинах.

В более засушливой и теплой южной (вестфальской) зоне преобладали хвойные растения, птеридоспермы и в меньшей

северных площадях.

Зональность размещения пермских углей разного вещест­ венного состава по сравнению с карбоновыми углями менее от­ четлива, может быть, потому, что, за исключением Печорского и Таймырского бассейнов, накопление углей шло во внутриконтинентальных впадинах, условия обводнения которых были сравнительно однотипны. Ни гелитолиты, ни фюзенолиты как

30