Предпосылки углеобразования и закономерности пространственного размещения ископаемых углей

Общие предпосылки углеобразования

Углеобразование – региональный геологический процесс протекавший и возобновлявшийся при благоприятном сочетании геоботанических, палеоклиматических, палеогеографических и геотектонических предпосылок на крупных площадях и локальных участках земной поверхности.

В настоящее время угленосные площади занимают около 15% современных континентов.

1. Геоботанические предпосылки. Растительная основа вещества ископаемых углей определила тесную связь углеобразования с возникновением и эволюцией наземной растительности поэтому промышленное углеобразование приурочено к поздним периодам геологической истории Земли (от каменноугольной до неогеновой). Углеобразование происходит только в пределах суши её окрашенных частей. Углеродистое вещество в виде небольших скоплений обнаружено в протерозое, а также в виде линз графитизированных углей от кембрия до нижнего девона. Начало промышленных угольных месторождений датируется средним девоном, а региональный характер приобрело в нижнем карбоне, это связано с распространением по дневной поверхности древесных папоротникообразных и др., что привело к крупномасштабному углеобразованию на территории Северной Америки и Западной Европы.

2. Палеоклиматические предпосылки. Аккумуляция растительного материала тесно связана с палеоклиматом. Климатические условия обусловили развитие растительности, характер и интенсивность протекания процессов гумификации. В истории Земли выделяют длительные эпохи преобладания более или менее равномерного для всего земного шара климата, которые сменялись длительными эпохами поясного неравномерного распределения тепла и влаги.

3. Палеогеографические предпосылки. Эти предпосылки оказывают влияние на распределение морей и континентов, рельеф суши и дна морей, режим мечения поверхностных водотоков, которые в свою очередь обуславливают благоприятные условия фациальных обстановок торфообразования, торфонакопления и образования угленосных толщ.

Для возникновения торфяных болот и промышленного углеобразования необходимо:

• Пониженный, почти плоский, рельеф с уровнем грунтовых вод близкими или превышающими уровень торфяника;

• Защита болот валами, косами и т.д.

• Слабовыраженный рельеф исключающий поступление обломочного материала;

• Длительная компенсация погружения площади торфообразования накоплением растительного материала.

Эти условия создавались в лагунных, дельтовых, озерно-болотных и, в меньшей степени, в озерных, речных обстановках.

Различают углеобразование:

• Паралическое (связанное с наибольшим распространением угольных пластов при высокой их выдержанности, мощности и связанные ингрессией моря)

• Лимническое (менее выдержанный характер угольных пластов, их распространение, мощность и форма обусловлены конфигурацией водоёма)

4. Геотектонические предпосылки. Процессы аккумуляции растительного материала, его гумификации и углефикации, образования и последующего развития угленосных толщ контролируется геотектоническим режимом областей, на территории которых происходило углеобразование.

Палеотектоника обуславливает:

• Климатические, ландшафтные и фациальные обстановки углеобразования;

• Непрерывность или прерывистость накопления угленосного материала;

• Строение угленосных толщ и характер их угленосности;

• Пространственное размещение, первоначальное и современное размещение угольных областей.

Результатом сочетания процессов углеобразования явилось формирование специфических комплексов углесодержащих пород, которые называются угленосными формациями

Угленосная формация – геологическое тело определённой мощности и протяжённости, сложенное полифациальными, парагенетически связанными между собой комплексами угленосных пород.

Общие закономерности пространственного размещения угленосных отложений

В пространственном размещении угленосных отложений на земной поверхности отразилась прежде всего связь углеобразования с климатической зональностью поясного характера.

В 1937 г академик П.И. Степанов создал гипотезу о поясах и узлах углеобразования.

Пояс углеобразования – это древние зоны земной поверхности, на территории которых в определенный период геологического времени в условиях гумидного климата проходило наиболее обильное накопление угленосных отложений и угольной массы. Эти пояса имеют вид широких полос субширотного (карбоновые и юрские) или меридианального (пермские-меловые) простирания либо изометричных обширных ареалов.

Выделяют углеобразование:

1. Экваториальных поясов северного полушария (длительно и устойчиво господствовал влажный и тёплый климат, обусловивший пышный расцвет в карбоне и перми хвощевых и плауновых форм)

2. Экваториальные пояса южного полущария (эта территория слабо изучена, т.к. большая их часть покрыта океаническими водами)

На территории России выделяются угленосные провинции – это обширные, сплошные или прерывистые, территории, на которых происходило одновозрастное углеобразование (Донецкое, Московско-Уральское и т.д.)

В контурах поясов выделяются узлы углеобразования – это разобщённые угленасыщенные площади и участки (бассейны и месторождения), в которых сосредотачивалась основная масса углей определённого возраста.

Например:

Турнейско-Визейский Карагандинский и Экибастузский угольные бассейны

Пермский Тунгусский и Кузнецкий угольные бассейны

и т.д.

Крупномасштабное углеобразование связано с геосинклинальными угленосными формациями, образование которых связано с развитием:

• Унаследованных прогибов (Кузнецкий, Горловский)

• Краевые прогибы геосинклинальных областей

• Крупного Днепровско-Донецкого авлакогена в южной части Восточно-Европейской платформы

Угленосные формации собственно геосинклинальных областей имеют весьма ограниченное практическое значение (месторождения Восточного склона Урала, Северный Кавказ).

Наиболее четкое выражение формирование угленосных формаций получило в пределах платформенных областей (Восточно-Европейская платформа – Московско-Уральская угленосная провинция и др.). Обычно это маломощная угленосная формация от десятков до первых сотен метров и содержит единичные линзовидные пласты бурого или длиннопламенного угля. Почти горизонтальное и ненарушенное залегания.

Мировые ресурсы угля

Основная часть угленосных формаций карбонового возраста находится в Европе, Азии и восточных районах Северной Америки.

Пермского – в Азии, Африке и Австралии;

Юрского – в Азии;

Мелового – в пределах Тихоокеанского пояса Азии и западных районах Северной Америки;

Палеоген-Неогенового – на всех континентах.

Наибольшая часть учтенных мировых ресурсов угля сосредоточена в Азии – 57%, в Северной Америке – 30%, около 9% в пределах Европы, на территории Африки 2%, а в Южной Америке – 1%.

Не учтены запасы арктических архипелагов и малоисследованных территории Южной Америки, Африки и др. территории.

На планете насчитывается около 3000 угольных бассейнов и месторождений, которые располагаются на территории 83 стран всех континентов, а также на шельфах и окраинных территориях морей.

Мировые ресурсы углей по последней оценке – 32,5 трлн.т.

Из них на суше – 24,5 трлн.т.

Из них каменных – 16трлн.т.

Распространены ресурсы довольно неравномерно. Выделяются бессейны-гиганты: Тунгусский, Ленский, Алта-Амазона. К числу крупных относится: Канско-Ачинский, Кузнецкий, Печорский, Таймырский, Эленойский, Апалачинский, Рурский. Все остальные относятся к категории средних и малых бассейнов, с ресурсами не превышающими 0,5 млрд.т.

Распределение ресурсов по континентам:

Евразия 14,4 трлн.т.

Сев. и Юж. Америка 6,33 трлн.т.

Австралия и Океания 1,51 трлн.т.

Антарктида 2,00 трлн.т.

Африка 0,22 трлн.т.

Ресурсы шельфов и морей 8 ,00 трлн.т.

Имеется опыт отработки угольных пластов на шельфе в Великобритании, Японии, Турции и Чили.

Наиболее крупными ресурсами обладают страны:

Китай 6,50 трлн.т.

Россия 4,45 трлн.т.

США 3,60 трлн.т.

Австралия 1,50 трлн.т.

Канада 0,58 трлн.т.

Великобритания 0,38 трлн.т.