Введение к работе
Актуальность проблемы. Начиная с 1962 года,добыча угля на Урале постоянно снижается. Это объясняется, прежде всего,отработкой разведанных запасов известных угольных месторождений. Поэтому достаточно острой для Уральского региона остается проблема поиска и вовлечения в эксплуатацию новых угольных месторождений и резервных участков. Наиболее перспективными в этом отношении являются месторождения раннемезозойского возраста, расположенные в Тагильском мегасинклинории восточного склона Урала и содержащие в разрезе угленосной толщи мощные и сверхмощные пласты угля, пригодные к отработке наиболее экономичным открытым способом. Исследования, направленные на выяснение закономерностей и особенностей формирования угленосных отложений, имеют важное значение для рационализации поисковых работ на малоизученных площадях. Они выполнялись в рамках комплексной научно-производственной программы "Уголь Урала" Межведомственного координационного совета УрО РАН.
Цель и задачи работы. Цель исследований заключалась в установлении закономерностей в составе, строении и условиях формирования раннемезозойских угленосных отложений Тагильского мегасинклинория (восточный склон Урала). Исходя из нее, основными задачами работ являлись: 1) установление литолого-фациального состава отложений в рамках сводной схемы их фациального расчленения; 2) определение зависимости минералого-петрографических и химических особенностей пород от физико-географических факторов процесса осадконакопления; 3) изучение закономерностей в чередовании фаций - литоциклов разных порядков, их выделение и типизация;4) выбор рационального комплекса методов корреляции отложений и увязка разрезов; 5) определение границ и объемов цикло- и биостратиграфических подразделений, уточнение схемы стратиграфического расчленения толщ;6) выявление и оценка общих закономерностей в строении толщ и распределении угленосности по разрезу и на площади отдельных месторождений Тагильского мегасинклинория.
Научная новизна выполненных исследований. Автором впервые осуществлено многоплановое сравнение одновозрастных разобщенных месторождений Тагильского мегасинклинория с позиции литолого-фациального - формационного анализов. Проведено детальное литолого-фациальное расчленение раннемезозойских отложений с использованием минералого-петрографических и геохимических пока-
зателей, а также методов многомерной статистики, что значительно повышает достоверность генетических исследований. Установленная цикличность позволила определить ведущее значение литоциклов различных порядков для корреляции и стратификации угленосных толщ. Характерные особенности геологического строения и условий формирования раннемезозойских отложений Тагильского мегасинклинория позволили выделить две угленосные формации - позднетриасовую и ранне- среднеюрскую, имеющие сходную модель строения. Выявлено, что в направлении с запада на восток происходит омоложение возраста отложений, содержащих в разрезе мощные и сверхмощные угольные пласты.
Практическое значение работы: 1) выбран и обоснован рациональный комплекс опробовательских и лабораторных работ, а также количественных приемов обработки информации для решения различных вопросов геолого-генетического характера; 2) выделены устойчивые коррелятивы и проведена увязка разрезов и угольных пластов отдельных месторондеиий; 3) уточнены границы и объемы стратиграфических подразделений в Серовском и Северо-Сось-винском угленосных районах; 4) установлены закономерности распределения угленосности на площади и в разрезе, позволяющие более рационально проводить поисковые и разведочные работы в пределах Тагильского мегасинклинория.
Фактический материал, послуживший основой для данной работы, был получен в период проведения хоздоговорных работ с Сосьвинской ГРЭ (Люльинское месторождение), РГК "Уралгео-логия" и Северо-Уральской ГРЭ (месторождения Серовского угленосного района), в которых автор принимал непосредственное участие как в качестве исполнителя, так и ответственного исполнителя. В работе использована документация более 50 тыс. м керна поисковых и разведочных скважин Люльинского, Григорьевского, Богословского, Южно-Веселовского,Атюсского,Тольинско-Оторьинского месторождений, бортов углеразрезов "Южный" и "Волчанский"; сотни минералогических, химических, спектральных анализов, определений общей карбо-натности; десятки термических, ректгеноструктурных анализов, палеоботанических и палинологических определений. Анализы выполнялись в лабораториях УГГГА, РГК "Уралгеология", института ЗапСиб-НИГНИ и, частично,самим автором (гранулометрические и петрографические исследования).. Также выполнен ряд других работ,в том числе анализ каротажных диаграмм и обработка исходных данных на ПЭВМ.
Основи не защищаемые положения:
-
В раннемезозойских угленосных отложениях Тагильского ме-гасинклинория по набору диагностических признаков установлено 20 фаций пород и 8 фаций углей, которые сгруппированы в 7 макрофаций континентального генезиса с индивидуальными особенностями минера-лого-петрографического и химического состава.
-
Закономерное чередование фаций в разрезе формирует генетически связанные комплексы - литоциклы, от первого до четвертого порядка. Ведущую маркирующую роль при корреляции отложений играют литоциклы второго порядка (25-40м) в комплексе с геофизическими методами (ГИС), а литоциклы третьего порядка (50-140м) служат основой для стратиграфического расчленения разрезов.
-
Раннемезозойское угленакопление на территории Тагильского мегасинклинория реализовано в двух однотипных по характеру строения внутриконтинентальных угленосных формациях - позднетриасовой и ранне- среднеюрской, с индивидуальными особенностями состава и площадного распространения.
-
Формирование угольных пластов повышенной мощности контролировалось аллювиально (пролювиально)-озерным типом палеоландшаф-та и приурочено к верхним частям литоциклов четвертого порядка. Для ранкемезозойской эпохи в Тагильском мегасинклинории наблюдается отчетливое стратиграфическое скольжение уровня мощного тор-фонакопления с запада на восток.
Реализация результатов исследований осуществлялась путем передачи конкретных рекомендаций производственным организациям при ведении хоздоговорных работ с Сосызин-ской и Северо-Уральской ГРЭ, РГК "Уралгеология". Кроме того, материалы исследований включены в производственный отчет Воронцов-ской ГРП (РГК "Уралгеология").
Апробация работы. Результаты исследований представлялись и докладывались на территориальных и республиканских конференциях молодых ученых и специалистов (Екатеринбург, 1985,1989, 1990; Ростов-на-Дону, 1986), Ш и 1У Уральских угольных совещаниях (1986, 1988), Всесоюзном литологическом совещании (Ростов-на-Дону, 1990), Всесоюзной конференции по проблемам геологии и геохимии твердых горючих ископаемых (Львов, 1991), Уральском стратиграфическом совещании (1992), на НТС РГК "Уралгеология",заседаниях и научных семинарах Института геологии и геохимии УрО РАН и кафедры геологии полезных ископаемых УГГГА. По теме диссертации
опубликована' 21 печатная работа. Диссертант является соавтором ряда научно-исследовательских и одного производственного отчетов.
Диссертационная работа содержит страниц текста, БО рисунков, \&> таблиц; состоит из 7 глав, введения и заключения. Список литературы включает 125 наименований.
Автор благодарен доктору г.-м. наук О.В.Жукову, кандидатам г.-м. наук В.Н.Кошевому, С.В.Кривихину, Л.А.Кошевой, В.И.Русскому, а также С.М.Рефату за консультации и помощь, оказанные в работе. Большое значение имели консультации и дискуссии с А.М.Сухо-руковым, Г.Н.Папуловым, Л.В.Ровниной, А.И.Киричковой, А.Т.Расуло-вии, А.М.Сульман.
Автор признателен В.С.Шаршову, Н.В.Галактиной (РГК "Уралгео-логия"); В.А.Денисову, В.А.Корепанову (Сосьвинская ГРЭ) за большую поддержку при проведении полевых работ.
Особую благодарность автор выражает научному руководителю работы доктору г.-м. наук, профессору В.П.Алексееву.