Введение к работе
Актуальность работы определяется необходимостью обобщения на современном научном уровне материалов по геологии, угленосности и качеству углей для обоснования направлений геологоразведочных и эксплуатационных работ в Кузнецком бассейне,являющемся крупнейшим и наиболее перспективным угледобывающим районом России.
Исследования по теме диссертации проводились в геологоразведочных и тематических партиях Западно-Сибирского геологического управления (1959-1974) и в Сибирском научно-исследовательском институте геологии, геофизики и минерального сырья в соответствии с пятилетними проблемными планами НИР Мингео СССР.
Цель работы - выявить условия образования верхнепалеозойской угленосной формации, установить закономерности изменения вещественного состава, метаморфизма и качества углей и определить направления геологоразведочных работ по укреплению сырьевой базы Кузнецкого бассейна. В процессе исследований решались следующие задачи:
изучение закономерностей формирования структуры региона, выявление основных факторов, предопределивших условия накопления и вторичных преобразований верхнепалеозойской угленосной формации Кузнецкого бассейна и сопредельных регионов;
выяснение связей процессов угленакопления с изменениями климатических, палеотектонических и палеогеографических условий, составом растительных сообществ и установление закономерностей размещения верхнепалеозойских углей в Кузнецком бассейне и сопредельных регионах;
выявление зависимости петрографических особенностей углей от состава и условий накопления верхнепалеозойских отложений, установление закономерностей изменения вещественного состава углей;
изучение процессов метаморфизма углей в связи с проявлениями магматизма, палеотектоническими и геотермическими условиями, установление закономерностей изменения основных параметров метаморфизма и качества углей;
уточнение, на основе выявленных закономерностей, оценки угольных ресурсов и' обоснование основных направлений геологоразведочных работ в Кузнецком бассейне;
Научная новизна. Разработана система представлений об условиях образования верхнепалеозойской угленосной формации Кузнецко-
го бассейна и сопредельных регионов, установлены новые закономерности изменения угленосности, вещественного состава, метаморфизма и качества углей.
Практическая значимость. Выполнен прогноз угленосности и качества углей, намечены объекты для постановки поисковых и разведочных работ на уголь в Кузнецком бассейне и сопредельных регионах.
Конкретные разработки, выполненные в процессе научной и производственной деятельности автора, отражены в Государственных и дежурных геологических картах Кузнецкого бассейна и его обрамления; материалах подсчета запасов ряда шахтных полей и месторождений, апробированных на различных уровнях, включая Государственную комиссию по запасам; материалах оценки ресурсов углей Сибири в рамках всесоюзных подсчетов (1979, 1989); методическом руководстве по разведке угольных месторождений Кузнецкого бассейна (1978); рекомендациях по направлению геологоразведочных работ, завершенных или принятых к внедрению ПГО "Запсибгеология", "Новосибирскгеоло-гия" и учтенных в программах геологического изучения и подготовки запасов на территории Кемеровской и Новосибирской областей.
Основные защищаемые положения.
Закономерности_формир_ования стр^ктщэы Кузнецкего_бассейна:
установлена пространственная и временная сопряженность этапов осадкообразования, складчатости и катагенеза верхнепалеозойс^-кой угленосной формации Кузнецкого бассейна с геологическим развитием Сибирского (Ангарского) континента и окружающих его подвижных поясов;
показано, что своеобразие Кузнецкого бассейна обусловлено уникальным сочетанием климатических, фитоэволюционных и тектонических условий, в том числе: положением бассейна в мобильной зоне сопряжения салаиро-каледонской и герцинской складчатых систем; приуроченностью бассейна к долгоживущей, склонной к прогибанию Озерно-Кузнецкой зоне; дифференциацией фундамента Кузнецкого прогиба на крупные блоки с различной амплитудой и направленностью движений.
3^кономености_изменения_угленосности:
- на основе усовершенствованной схемы стратиграфической кор
реляции значительно уточнено количество, общая мрщность и разме
щение угольных пластов в верхнепалеозойской угленосной формации
Кузнецкого бассейна;
показано, что максимальная угленосность верхнего палеозоя в Сибирской (Ангарской) провинции приурочена к субмеридиональной зоне, протягивающейся через западные районы Таймырского и Тунгусского бассейнов, Кузнецкий бассейн, Горный Алтай и Западную Монголию;
установлено, что на площади Кузнецкого бассейна угленосность увеличивается с нарастанием мощности верхнего палеозоя и роли мелкообломочных осадков преимущественно с востока на запад, от Салаирского и Кузнецкоалатаусского палеоподнятий к приосевой зоне бассейна и от приподнятых блоков фундамента к опущенным;
установлено принципиальное различие характера и направленности латеральных изменений угленосности в нижней (Co-Pj) и верхней (Рр) продуктивных субформациях; впервые выявлена резкая диа-хронность и латеральная неустойчивость мощности, состава и угленосности продуктивных субформаций и частичное либо полное замещение их в отдельных фациальных зонах низкопродуктивными и безугольными субформациями.
ЗакономеНости_изменения_вещественного_состава и метамо]зизма_углей:
существенно уточнены стратиграфические закономерности изменения вещественного состава углей, установлен региональный характер скачкообразного увеличения содержания отощащих компонентов в верхней части ленинской свиты;
установлено, что на площади Кузнецкого бассейна содержание гелифицированных компонентов в угольных пластах увеличивается с нарастанием мощности отложений и роли мелкообломочных осадков преимущественно с востока на запад, от бортов к приосевой зоне и от приподнятых блоков фундамента к опущенным; впервые выявлено принципиальное различие характера и направленности латеральных изменений состава угл,ей между нижней продуктивной субформацией,а также нижней и верхней частями разреза верхней продуктивной субформации;
установлено, что изменения метаморфизма углей отражают в основном палеотектоническую структуру и геотермические условия во время максимального погружения угленосной формации (ранний-средний триас); степень метаморфизма углей повышается от стратиграфически вышележащих пластов к нижележащим, в западной части бассейна в сравнении с восточной, от бортов к приосевой зоне, от приподнятых блоков фундамента к опущенным и с погружением пластов в -
складчатых структурах унаследованного развития.
Прогноз угленосности и качества_углей_і_ обоснование перспективных направлений геологоразве20чных_работ:
наиболее благоприятны для выявления новых месторождений и участков: в региональном плане - западные районы Таймырского и Тунгусского бассейнов и Озерно-Кузнецкая зона углеобразования в пределах Горного Алтая и Монголии; в локальном - средние и верхние горизонты балахонской (Ср-Рт) и кольчугинской (Рр) серий в северо-западных и южных (Плотниковском, Ленинском, Центральном, Ерунаковском, Терсинском, Тутуясском, Мрасском и Томь-Усинском) геолого-экономических районах Кузнецкого бассейна;
для поисковых и оценочных работ на особо ценные марки (Ж, К и ОС) коксующихся углей рекомендуются участки в Ерунаковском, Терсинском и Тутуясском районах, а также в нижних горизонтах Про-копьевско-Киселевского, Кондомского, Мрасского, Томь-Усинского и Кемеровского районов;
значительные площади в восточной части бассейна в связи с распространением безугольных и ниэкопродуктивных субформаций бесперспективны для поисков крупных месторождений.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано более 40 работ, в том числе монография. Часть публикаций вошла в б коллективных монографий и 2 Государственные геологические карты масштаба 1:1000000. Сравнительно полно содержание работы раскрыто в пяти статьях, опубликованных в журналах "Советская геология" (1982, 1987, 1988), "Известия АН СССР, Серия геологическая"0987), "Геология и геофизика" (1991).
Результаты исследований докладывались на многочисленных совещаниях и конференциях, в том числе на заседаниях секции твердых горючих ископаемых 27-го Международного геологического конгресса (1984); на У, УІ, УП, УШ и IX Всесоюзных угольных совещаниях (1977, 1980, 1981, 1986, 1991); на Всесоюзном совещании по комплексному изучению ресурсов твердых горючих ископаемых Южно-Сибирского региона и их использованию в народном хозяйстве (1983); на Всесоюзном совещании по разработке унифицированных стратиграфических схем докембрия, палеозоя и четвертичной системы Средней Сибири (1979); на пленумах Сибирской региональной междуведомственной стратиграфической комиссии (1979, 1987) и др.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 370 страниц.Текст сопровож-
дается 7 таблицами, 58 иллюстрациями и списком литературы, насчитывающим 241 наименование. Последовательность изложения материв ла в диссертации такая же, как в автореферате.
Фактический материал. За 30-летний период работы по рассматриваемой проблеме автором задокументированы сотни разрезов угленосных отложений Кузнецкого бассейна и сопредельных территорий по естественным обнажениям, горным выработкам и скважинам с отбором образцов для проведения палеонтологических, литологических и пет-рографо-углзхимических исследований. При подготовке стратиграфической основы и построении литэлого-палеогеографических карт составлено и скоррелировано, с использованием обширных литературных и фондовых материалов, более 100 сводных стратиграфических разрезов верхнего палеозоя Кузнецкого бассейна и сопредельных территорий. В процессе тектоно-структурных построений осуществлена комплексная интерпретация региональных и детальных карт потенциальных физических полей, материалов глубинных сейсмических зондирований, профильной сейсморазведки, а также мелко- и среднемасштабной азроко-смосъемки. Геолого-углехимические построения базируются на результатах систематизации и статистической обработки десятков тысяч химических анализов и петрографических исследований углей. Оценка состояния сырьевой базы и предложения по направлениям геологоразведочных работ основаны на обобщении и анализе, материалов поисковых и разведочных работ на уровне месторождений и отдельных наиболее значимых участков Кузнецкого бассейна.
Благодарности. Выполнение работы стало возможным благодаря разностороннему сотрудничеству автора с геологами-угольщиками (В.П.Алексеевым, А.И.Алимовым, В.М.Богомазовым, И.В.Ереминым, Н.Г.Железновой, И.Н.Звонаревым, П.И.Козловским, В.Ф. МакееЕЫМ, А.Икарусом, И.И.Молчановым, Э.М.Пахом, Э.М.Сендерзоном,А.А.Тимофеевым, З.С.Цадером), специалистами в области региональной геологии и тектоники (О.Г.Жеро, В.П.Коробейниковым),стратиграфии и палеонтологии (С.К.БатяевОй, О.А.Бетехтиной, С.Г.Гореловой.Л.Л.Дря-гиной, А.И.Лежниным), петрографии й химии углей (С.С.Авдеевым , А.С.Арцером, А.Е.Проскуряковым), региональной геофизики и аэрокосмических методов исследований (П.И.Моренным, Я.М.Грицюком и
др.).
Постоянное внимание и помощь в организации исследований и практической реализации научных разработок проявлялись со стороны руководителей Управления твердых горючих ископаемых Мингео СССР
(Н.И.Погребнов, В.Ф.Череповский), ПГО "Запсибгеология" (Г.А.Селя-тицкий, Ю.К.Березиков, А.А.Муратов, С.С.Авдеев), ПГО "Новосибирск-геология" (И.П.Васильев) и СНИЖТиМСа (В.С.Сурков, Ф.Г.Гурари).На завершающем этапе обобщений и в оформлении диссертации большую помощь оказали Н.Г.Алешин, О.В.Гринева, И.А.Давыденко, Н.К.Золотухина и Г.П.Юзв.ицкая.