содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

1.3. ГЕОЛОГИЯ УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Под литосферой (греч. «литое» — камень, «сфера» — шар, оболочка) понимают земную кору и часть верхней мантии Земли. Толщина земной коры составляет от 7 до 80 км. Наибольшая глубина залегания нижней границы земной коры характерна для континентальных участков, наименьшая — для территории морей и океанов. На материках земная кора имеет довольно выдержанную толщину 30—40 км. Земная кора сложена различными минералами и горными породами.

Минерал — природное химическое соединение или элемент, однородное по химическому составу и строению, являющееся продуктом геологического процесса. Горная порода — устойчивая совместная ассоциация минералов, обусловленная общностью их происхождения, возникающая в результате определенных геологических процессов и образующая геологически самостоятельные тела в земной коре. Горные породы бывают пластичными (глина), хрупкими (уголь), сыпучими (песок), крепкими (базальт), мягкими (торф) .

Различают коренные горные породы и наносы. Коренные горные породы залегают на месте своего образования, но могут изменять пространственную ориентацию в ходе геологических процессов. Наносы представляют собой продукты разрушения коренных пород в результате деятельности ветра, солнца, воды, изменения температуры окружающей среды; они покрывают рыхлым слоем коренные породы и обычно залегают на поверхности. В некоторых случаях коренные породы выходят непосредственно на поверхность. Поэтому наносы могут иметь толщину от нуля до нескольких сотен метров.

По происхождению (генезису) горные породы делят на три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Магматическими называют такие породы, которые образовались после остывания жидкой расплавленной магмы. К ним относят граниты, базальты, габбро и др. Магматические породы слагают нижнюю часть земной коры, обычно имеют кристаллическое строение и образуют тела неправильной формы. При внедрении в верхние слои земной коры магма, содержащая металлы, заполняет трещины, образуя рудные жилы. Магматические породы составляют 95 % общей массы земной коры.

Осадочными считают породы, образовавшиеся в результате разрушения и накопления других пород, химического осаждения растворенных в водоемах веществ и деятельности микроорганизмов. Осадочные породы подразделяют на обломочные, химические и органического происхождения.

Угольные месторождения сосредоточены в осадочных породах, которые и представлены в основном песчаниками, известняками, аргиллитами, алевролитами, глинистыми, песчано-глинистыми и углистыми сланцами. Аргиллиты — уплотненные и сцементированные в процессе геологического изменения глинистые породы. Алевролиты — горные породы, сцементированные из мелких песчаных частиц размером до 0,1 мм. Сланцы— горные породы с почти параллельным расположением пластинчатых или вытянутых минералов и легко разделяющиеся по плоскостям наслоения. К осадочным породам относят также торф, нефть, твердые битумы, горючие сланцы, асфальт; в осадочных породах содержится природный газ.

Процесс образования осадочной горной породы состоит из собственно образования, осаждения осадков на дне водоемов (седиментация), последующего их погружения под другие осадки и диагенеза (уплотнение, потеря влаги и кристаллизация). После образования осадочные породы могут подвергаться последующему погружению. При этом возрастает давление на них вышележащих пород и увеличивается температура, что способствует дальнейшему их уплотнению

Частицы минералов, накапливавшиеся и уплотнявшиеся в одинаковых геологических условиях, превращались в слой горной породы. Поэтому важным признаком осадочных пород является их слоистость — чередование слоев по мере их накопления. Для условий угленакопления характерна горизонтальная слоистость.

В угольных месторождениях процесс диагенеза заканчивался образованием бурого угля. В дальнейшем происходило изменение его химического состава, физических и технологических свойств под влиянием повышенных температур и давления. В результате из бурого образовался каменный уголь, а из каменного угля — антрацит. Процесс изменения состава угля в недрах от бурого до антрацита называют его метаморфизмом.

Метаморфическими считают те из магматических или осадочных пород, которые под действием высоких температур и давления изменили свой первоначальный состав и строение. К ним относят кварциты, гнейсы, кристаллические (слюдяные) сланцы, мраморы и др. В метаморфических породах находят руды железа, меди, вольфрама, редких металлов и др. Естественное скопление полезного ископаемого в земной коре называют месторождением полезного ископаемого. Часто бывает, что в одном месторождении сосредоточено несколько полезных ископаемых — хромо-никелевые, медно-цинковые, нефтегазовые и др. Угольный бассейн — площадь сплошного или островного развития угленосных отложений, характеризующаяся общностью условий образования на протяжении одного геологического отрезка времени. Угольный бассейн обычно приурочен к крупной тектонической  структуре. Угленосный район — часть угольного бассейна, отличающаяся едиными геологическими условиями залегания угольных пластов. Геологопромышленный район — часть угольного бассейна, характеризующаяся не только едиными геологическими условиями, но и общностью экономических, географических и исторических особенностей развития. Приведенные определения применимы с соответствующей поправкой к другим полезным ископаемым.

Уголь в недрах залегает в виде пластов, руды — в виде жил, линз, гнезд, пластов, а горючие сланцы, соли, торф — в виде пластов и линз (рис. 1.1). Пласт — скопление в недрах полезного ископаемого, ограниченное двумя близкими к параллельным плоскостями и имеющее значительную площадь распространения по сравнению с мощностью (толщиной накопления).

Группа пластов, залегающих совместно в порядке их генетического образования, чередующихся с вмещающими пустыми породами и объединяющихся по единому геологическому признаку (чаще всего — по возрасту), представляет собой свиту пластов. Вмещающие породы и свита угольных пластов вместе образуют угленосную толщу. Вмещающие породы, залегающие непосредственно выше пласта, называют кровлей, ниже пласта — почвой. Пластообразное скопление пустой однородной породы или часть пласта называют слоем.

Если угольный пласт состоит из одного угля, он имеет простое строение. В большинстве случаев пласт разделен прослойками — тонкими слоями пустой породы — на угольные пачки, и имеет сложное строение. Число пачек в угольных пластах колеблется от единицы до десятков и сотен. Плоскости, по которым отдельные пласты или слои пород соприкасаются друг с другом, называют плоскостями напластования.

В процессе образования угольных пластов органические осадки откладывались горизонтальными или слабо наклонными слоями. Однако при разработке месторождений находят пласты и слои различного угла наклона к горизонтальной плоскости. Это объясняется тем, что в ходе диагенеза и метаморфизма,

в недрах возникали тектонические движения, которые привели к нарушениям (дислокациям) первоначального залегания пород. Геологические нарушения разделяют на пликативные (складчатые без разрыва сплошности массива) и дизъюнктивные (с разрывом сплошности).