Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Формирование кайнозойских угленосных впадин Приморья

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Формирование кайнозойских угленосных впадин Приморья"

На правах рукописи УДК 550.812.1 + 551.243 + 553.493.57 + 553.94/96

СЕДЫХ Анатолий Константинович

ФОРМИРОВАНИЕ КАЙНОЗОЙСКИХ УГЛЕНОСНЫХ ВПАДИН ПРИМОРЬЯ

Специальность 25.00.01 - общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Владивосток 2005

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Официальные оппоненты:

Член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор Сорокин Анатолий Петрович (ИГиП ДВО РАН)

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Маркевич Павел Владимирович (ДВГИ ДВО РАН)

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Обжиров Анатолий Иванович (ТОЙ ДВО РАН)

Ведущая организация: Институт тектоники и геофизики ДВО РАН

Защита состоится 15 декабря 2005 г. в 10s® ч. на заседании Диссертационного совета Д 005.006.01 в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН по адресу: 690022, Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159

Тел.: (4232) 31-87-50, 43-28-57, 40-04-63 Факс: (4232) 31-78-47,40-16-28 E-mail: fegi@online.marine.ru

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ДВО РАН по адресу: 690022, Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159

Автореферат разослан "Jbfi-" октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геол.-мин. наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. На восточной окраине России сосредоточены значительные ресурсы разнообразных полезных ископаемых, среди которых особое место занимает уголь, обеспечивающий на 56,5 % энергетические потребности Дальневосточного региона с устойчивым сохранением сложившегося положения в ближайшей перспективе (Стратегия.., 2001). Регион располагает одной четвертой частью запасов угля России, которые установлены почти в 120 месторождениях, объединённых в 17 угольных бассейнов и несколько угленосных районов. Время формирования угленосных отложений охватывает возрастной диапазон от позднего триаса до неогена включительно. Они содержат угольные пласты всех технологических групп, марок и направлений промышленного использования [2-4].

Территория Дальнего Востока подверглась интенсивным рифтогенным процессам. Устойчивое формирование мобилистских представлений о развитии литосферы северо-западного сектора Тихоокеанского подвижного пояса началось после публикаций Б.А. Иванова по Центральному Сихотэ-Алинскому разлому (1961, 1972). Впоследствии структурно-динамическая сущность сдвиговых дислокаций Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода на позднемезозойском - кайнозойском этапе была обстоятельно рассмотрена в работах В.П. Уткина (1976, 1983, 1984, 1988,1989 и др.).

Одновременно с изучением сдвиговых дислокаций установлена тектоническая расслоенность структур Сихотэ-Алиня, широкое развитие хаотических комплексов с аномальной стратиграфической последовательностью слагающих их пород, включающих олистостромовые образования. Это позволило в соответствии с парадигмой новой глобальной тектоники изменить представление о Сихотэ-Алине и выдвинуть концепцию террейнов (Ханчук, 1993). Согласно этой концепции кайнозойские угленосные приразломные впадины отнесены к терригенным перекрывающим и вулканогенным сшивающим комплексам (Ханчук, Раткин, Рязанцева и ДР-, 1995).

Наиболее пристального внимания заслуживают сдвигово-раздвиговые и раз-двиговые зоны, контролировавшие образование впадин, в которых нередко в оби-

угольных залежей.

В Приморье установлено около сорока приразломных структур, вмещающих проявления и месторождения бурых углей палеоген-неогенового возраста, в которых сосредоточено 85 % их запасов [2]. Они же в целом ряде случаев несут промышленную редкометалльную минерализацию и, прежде всего, германий [29, 39, 40]. В связи с изложенным проблема «разломы - уголь» приобретает особую актуальность.

Главная цель работы - выявить геодинамические условия и основные закономерности формирования впадин Приморья с выделением в их составе угленосной формации, а также разработать принципы прогнозирования промышленной угленосности и германиеносности в этих структурах.

Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: провести возрастную корреляцию угленосных разрезов и выявить эпохи палеоген-неогенового торфоугленакопления во впадинах; разделить впадины по вещественно-генетическим типам с их «привязкой» к конкретным зонам торфоугленакопления; расшифровать характер деформаций угленосного чехла в зависимости от тектонической активности фундамента; выявить основные структурно-генетические признаки формирования металлоносных углей и углистых пород.

Фактический материал и методы исследований. Поставленные задачи решались путем использования стратиграфических, фациально-литологических, геолого-структурных и минерагенических методов. Автором проанализирован большой объем фактического материала, собранного непосредственно им за сорок лет.

Опорными объектами являлись Галёнковская, Угловская, Шкотовская, Би-кинская и Краскинская впадины (рис. 1). Обобщены результаты геологических исследований других приразломных впадин Приморья.

Проводились наблюдения в 15-и шахтах и на 6-и угольных разрезах; изучено более 100 тыс. пог. м керна буровых скважин; отобрано и исследовано несколько тысяч образцов, проб; изготовлено и изучено около 500 шлифов и ашшгафов; собраны и исследованы остатки фауны и флоры из 20 захоронений. Проведено сравнение изученных объектов со структурами подобного типа России, стран Ближнего и Дальнего зарубежья. Для этого автором проработано в геологических фондах

Рис.1. Тектоническая схема кайнозойского торфоугленакопления Приморья

При составлении использованы тектонические схемы: И.И. Берсенева (1959); В.А. Бажанова, Л.Ф. Назаренко и Ю.Н. Олейншса (1986);

В.П. Уткина (1988)

1-6. Зоны торфоугленакопления: 1 - Ханкайская, 2 - Арсеньевская, 3 - Барабашско-Пограничная, 4 - Сихотэ-Алинская, 5 - Восточно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс (ВСАВП), 6 - плиоценовая платобазальтовая формация; 7 - основные зоны разломов докайнозойского заложения с преобладающей сдвиговой составляющей (I - Западно-Приморская, II - Уссурийская, III - Западно-Сихотэ-Алинская, IV - Центрально-Сихотэ-Алинская); 8 - дополнительные разломы докайнозойского заложения с преобладающей сдвиговой составляющей; 9 - зоны разломов кайнозойского заложения раздви-гового типа; 10 - установленные зоны новейших (постплиоценовых) сдвиговых дислокаций (а - Павловская, 8 - Шкотовская); 11 - основные терригенные тектонические и эрозионно-тсктонические впадины (1 - Турий-Рогская, 2 - Жариковская, 3 - Галён-ковская, 4 - Угловская, 5 - Шкотовская, 6 - Бонивуровская, 7 - Глуховская, 8 - Арсеньевская, 9 - Маревская, 10 - Бикинская, 11 - Алчанская, 12- Средне-Бикш'ская); 12 - вулка-нотерригенные тектонические впадины (13 - Краскинская, 14 - Пойменская, 15 -Нарвская, 16 - Берёзовская, 17 - Зеркальненская, 18 - Верхне-Бикинская,); 13 - прочие слабо изученные впадины и мульды (19 - Амбинская, 20 - Проваловская, 21 - Пушкинская, 22 - Раковская, 23 - Даниловская, 24 - Смольнинская, 25 - Реттиховская, 26 - Чернышевская, 27 - Вадимовская, 28 - Меркушевская, 29 - Гродековская, 30 - Спассовская, 31 -Комиссаровская, 32 - Шмаковская, 33 - Лесоэаводская, 34- Крыловская, 35- Машнновская 36 - Ореховская, 37 - Белогорская, 38 - Гоголевская); 14 - предполагаемые кальдеры обрушения (А - Славянская, Б - Посьетская)

Дальневосточных и Забайкальских геолкомов более 200 геологических отчётов, дополнительно проведено около 300 км геологических маршрутов

Основные защищаемые положения:

1. Установлены следующие крупные эпохи кайнозойской седиментации: а) угловская, ознаменованная интенсивным торфоугленакоплением в течение эоцен-раннеолигоценового климатического оптимума; б) надеждинская (лучегорская), характеризовавшаяся формированием тонкозернистых преимущественно озёрных отложений в среднем олигоцене и в) павловская (бикинская), отражающая новую вспышку интенсивного торфоугленакопления в позднеолигоцен-средне-миоценовую эпоху [1, 2, 35, 43].

2. В приразломных впадинах выделена угленосная формация. Для различных зон торфоугленакопления она проявляется как полная четырёх- и трёхчленная (палеоцен-средний миоцен), так и сокращенная трёх- и двухчленная (верхний олиго-цен-средний миоцен), являясь политипной лимническо-потамической осадочной либо вулканогенно-осадочной с одним или двумя угленосными горизонтами (35, 38, 42].

3. Кайнозойские угленосные депрессии рассматриваются, как рифтогенный тип приразломных впадин [12]. Определены этапы развития угленосных структур, фиксируемые фациально-литологическим составом образований чехла со сдвигово-раздвиговым характером и направленной сменой их деформаций: вскрытие, раннее компенсированное погружение (нижний угленосный горизонт), некомпенсированное погружение или максимальное раскрытие (песчано-глинистый горизонт) и начало инверсии или позднее компенсированное погружение (верхний угленосный горизонт) [28, 41, 42].

4. Установлено, что промышленная угленосность во впадинах формировалась при следующих благоприятных сочетаниях тектонических и климатических факторов: а) нижний угленосный горизонт - тектонический режим раннего компенсированного погружения при гумидном климате и наличии локальных участков с благоприятным микроклиматом для обильного произрастания растительности благодаря повышенному тепловому потоку вдоль зон разломов; б) верхний угленосный горизонт - тектонический режим начала инверсии или позднего компенсированного погружения с сокращением области седиментации и торфоугленакоплением в

результате прогрессивного заболачивания крупного озера (бассейна) при гумидном климате [32, 35, 38, 41. 42].

5 Выявлены основные факторы, контролирующие локализацию редкоие-талльного оруденения в приразломных угленосных впадинах: а) наличие ранне-среднемезозойских кор выветривания с повышенными концентрациями редкоме-талльных элементов; б) высокая проницаемость пород фундамента и чехла, способствовавшая длительному и активному выносу флюидов из недр и свободной циркуляции гидротермальных растворов; в) наличие геохимических барьеров и перекрывающих экранов [29, 36, 39-42].

Научная новизна работы. Обоснована роль сдвигово-раздвиговых структур в формировании угленосной формации [12]. Установлено, что вдоль стабильных бортов приразломных впадин концентрировались наиболее угленасыщенные площади, пригодные для открытой добычи угля. Показано, что, обладая высокой проницаемостью для флюидов и гидротермальных растворов, сдвигово-раздвиговые структуры, благодаря сорбционным особенностям растительной органики и при наличии геохимических барьеров и перекрывающих глинистых экранов, обеспечивали промышленную концентрацию отдельных редких элементов и, прежде всего, германия [39-42].

Практическое значение работы. Выработаны критерии поиска мощных угольных залежей в приразломных структурах, а также выделения наиболее перспективных площадей металлоносных углей, которые могут быть использованы при поисках и разведке угольных и германий - угольных месторождений [39, 40]. Указаны районы проведения детализационных работ как на уже известных месторождениях, так и оценочных работ на новых перспективных площадях. Полученные выводы позволяют использовать приразломные угленосные впадины, как структуры, вмещающие энергетические и металлоносные угли, комплексное освоение которых предполагает высокую рентабельность угледобывающих предприятий [30, 37].

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано около 70 работ: 4 монографии в соавторстве, более 40 статей, тезисы докладов, научно-исследовательские отчеты. Основные положения и практические рекомендации работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Всероссийских и Междуна-

родных конференциях и совещаниях в Ленинграде (1977), Москве (1983), Ростове-на Дону (1991), Екатеринбурге (1993), Чанчуне, КНР (1995), Пекине, КНР (1996), Санкт-Петербурге (2000), Владивостоке (2001, 2004), Москве (2003); на совещаниях Дальневосточного регионального угольного комитета при Президиуме ДВО АН СССР в г.г. Хабаровске (1986) и Благовещенске (1988); на Дальневосточных конференциях геологов-угольщиков в Артёме (1974, 1978, 1982) и Владивостоке (1986); на ежегодных научно-технических конференциях ДВГТУ (Владивосток) в период с 1980 по 2004 г.г.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, изложенных на 300 страницах, включая 77 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 242 наименований.

Благодарности. В течении длительного периода работы над поставленной проблемой автор пользовался квалифицированными консультациями, ценными советами, отдельными оригинальными разработками сотрудников целого ряда научных, педагогических и производственных геологических организаций России:

A.Г. Аблаева, В.П. Алексеева, A.A. Асипова, В.А. Бажанова, Л.А. Баскаковой, И.И. Берсенева, В.С Быкадорова, В.Г. Варнавского, Б.И. Васильева, Н.П. Василь-ковского, Г.М. Власова, AB Внукова, Ю.Г Волохина, A.A. Вржосека, В.В. Голо-зубова, А.Д. Денисенко, А.И. Егорова, A.B. Зинькова, Б.А. Иванова, Г.А. Иванова,

B.В. Кирюкова, И.В. Китаева, P.C. Климовой, В.А. Красилова, В.В. Левицкого, В Т. Луценко, Ю.Р. Мазора, А.К. Матвеева, В.В. Медведева, Я.В. Медведева, Н.Г Мельникова, Н.Г. Мизь, К.В. Миронова, В.Б. Морозова, Л.Ф. Назаренко,

C.И. Неволиной, Ю.Н. Олейника, Б.И. Павлюткина, Ю.П. Пензина, Н.И. Погребно-ва, В.И. Подоляна, А.Г. Портнова, А.Т. Расулова, A.M. Смирнова, С.М. Тащи, В А. Тащилкина, П П. Тимофеева, Ш.Г. Ульмясбаева, В.П. Уткина, Г.А. Фандюш-кина, H.A. Флоренсова, А.И. Ханчука, В.Г. Хомича, В.М. Цейслера, А.И. Целиго-рова, В.Ф. Череповского, БЛ. Черныша, В.Г. Чугуевского, И.Г. Шаровой, А.Д. Щеглова, С.А. Щеки и других. Всем им автор особенно признателен.

1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПАЛЕОГЕНОВЫХ УГЛЕНОСНЫХ ВПАДИН ПРИМОРЬЯ

Первые научные исследования палеогеновых угленосных структур Приморья связаны с разработкой стратиграфической схемы палеоген-неогенового чехла Угловской впадины (Штемпель, 1929; Власов, 1949). Наиболее плодотворно стратиграфические исследования проводились с конца 60-х до конца 80-х годов XX столетия со сборами и частичным монографическим описанием остатков листовой флоры М.А. Ахметьевым, А.Г. Аблаевым, Т.Н. Байковской, М.О. Борсук, P.C. Климовой, В.А. Красиловым, A.C. Кундышевым, С.И. Неволиной, Б.И. Пав-люткиным и др.; спор и пыльцы М.Д. Болотниковой, Т.А. Болотниковой, О.В. Вы-сочиной, Н.С. Громовой, Т.И. Демидовой (Шустовой), Т.И. Петренко, М.А. Седовой и др.; диатомей А.И. Моисеевой и Е.И. Царько; отдельными сборами и опреде-лительскими исследованиями по пресноводным моллюскам С.М. Поповой; единичной находкой остатков млекопитающих (мелких хищников и черепах) в кровле угольного пласта IV на Артёмовском месторождении (Е.И. Беляева). Итог стратиграфическим исследованиям был подведен на IV-м межведомственном региональном стратиграфическом совещании в г. Хабаровске в 1990 г., на котором утверждена измененная стратиграфическая схема палеогеновых и неогеновых отложений юга материковой части Дальнего Востока (Решения.., 1994).

Фациально-литологическое изучение угленосных отложений Приморья было начато в 1944 г. Т.Н. Давыдовой и Ц.Л. Гольдоггейн (1947) в Угловской впадине. В дальнейшем аналогичные исследования проводились в Краскинской, Бикинской, Бонивуровской, Шкотовской, Средне-Бикинской и других впадинах Г.М. Власовьм (1949), A.B. Павловым (1956 г.), Г.Д. Петровским (1956 г.), В.Г. Варнавским (1959 г.), В.В. Медведевым (1966, 1968), Г.И. Худяковым (1970), А.К. Седых и др. (1983 г.) [19, 43]. В значительной степени эти работы опирались на углепетрографические исследования, начало которым было положено О.Ф. Грачевой в 1932 г. В дальнейшем они проводились Н.И. Конюховой, Л.Н. Марковой, А.И. Мячиной, В.Д. Бызи-ным, М.И. Ковальской, Ю.М. Логиновым, Н.Х. Платоновым и В.Н. Яковлевым. В последние 45 лет изучением вещественного состава бурых углей месторождений Приморья занимались В.В. Крапивенцева, Н.И. Китаева, Н.Г. Мизь и С.Л. Плюта.

Большое значение при общей оценке перспектив региона для поиска новых угленосных площадей имели общегеологические обобщения получаемых материалов, генетический подход к расшифровке причин формирования угленосных структур (Скороход, 1941; С.И. Шкорбатов, 1943 г.; Власов, 1949; Г.Д. Петровский, 1956 г.; Варнавский, 1971, 1985 и др.).

На конец пятидесятых годов XX столетия приходится начало развития представлений о ведущей роли разломов при формировании главных структурообразующих элементов земной коры на территории Приморья и смежных с ним площадей, включая и относительно молодые палеогеновые угленосные впадины (Усти-новский, Китаев, 1965; Устиновский и др., 1966; Л.Д. Мирошников, 1965 г.; А.Ф. Крамчанин, 1971 г.; Ивашинников, 1978).

Большую роль в расшифровке особенностей тектонического строения, уточнении глубин залегания впадин, в прослеживании границ распространения палеогеновых и неогеновых отложений и в решении других вопросов сыграли региональные геофизические исследования, начало которым было положено в 1956 г. ЛИ. Абрамовичем (электроразведка) и в 1960 г. Е.А. Васильевым (гравиразведка) для уточнения структуры Угловской впадины В 1967 г. группой под руководством Р Г. Кулинича были обобщены материалы по региональным геофизическим исследованиям в Приморье. К 1970 г. были завершены сейсмические исследования глубинного строения западного побережья Амурского залива под руководством Ю.А. Власова.

С конца шестидесятых до восьмидесятых годов XX столетия в Приморье проводились полевые геофизические исследования при оценке угленосных площадей. Использовались в основном электроразведочные (Э.М. Барвина, H.H. Кабин, Б.Л. Столов и др.) и сейсмические (В В. Хамин, В.П. Коковин, Т.К. Злобин, В А Бормотов и др.) методы. Полная и цельная геофизическая информация в этот период была получена в результате каротажа многочисленных буровых скважин. Окончательное обобщение результатов выполненных геофизических исследований по кайнозойским угленосным впадинам Приморья с переинтерпретацией фактического материала было проведено в 1988 г. группой под рук. М.И. Яловцева.

Обстоятельное и целенаправленное изучение причин нарушенное™ угленосных отложений и её зависимости от подстилающего фундамента и основных

структурообразующих разломов было начато в 70-е годы XX столетия Л.К. Седых [5, 9]. Первые упоминания о сдвиговых дислокациях на угольных месторождениях Приморья относятся к началу 70-х годов XX столетия [5, 7-9, 11] с последующим развитием представлений о заложении угленосных впадин вдоль разломов сдвиго-во-раздвигового типа [12, 27, 28, 31 и др.].

В этот период большое теоретическое и практическое значение приобрели оригинальные исследования В.П. Уткина сдвиговых дислокаций Азиатско-Тихоокеанской зоны в мезокайнозое с прогнозом рудоносности и угленосности в зонах разломов (Уткин, 1976,1983,1984,1988,1989 и др.) [12].

В 90-е годы XX столетия приразломные угленосные впадины Приморья заинтересовали исследователей, как структуры, вмещающие металлоносные угли и углистые породы промышленного значения. При этом особое значение приобрело открытие проявлений и месторождений германия в углях (Ю.П. Костин, Е.С. Мей-тов, И.Г. Шарова, 1977 г.; И Г. Шарова, М.М. Мельцаев, 1991 г.: И П. Тен, 1995 г.) [29, 36, 39, 40] и угленосных толщ с высокими концентрациями редкоземельных элементов (Середин, 1991,1998 и др.).

2. СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПРИРАЗЛОМНЫХ ВИАДИН

Современный структурный план Приморья отражает, главным образом, ме-зозойско-кайнозойский этап тектогенеза с формированием наиболее чётко выраженных сколовых зон разломов (сдвигов) северо-восточного направления, ориентированных косо к простиранию складчатой системы мезозоид. Одновременно с ними зарождались зоны северо-западной субширотной ориентировки, отличающиеся меньшей контрастностью, но нередко контролируемые широким развитием верхнемелового и палеоген-неогенового вулканизма. Эти два генеральных направления развития разрывных дислокаций определили заложение вдоль них в палеогене угленосных впадин (см. рис. 1).

Установлено, что преобладающее большинство разломов являются долгожи-вущими, сформировавшимися еще в позднем палеозое (Берсенев и др., 1977). Для разрывных дислокаций зоны сочленения Тихого океана с Азиатским материком отмечаются, как весьма распространённые, длительные сдвиговые перемещения от

палеозоя до настоящего времени (Иванов, 1972). Кроме разломов и крупных разрывов, на формирование угленосных структур непосредственное влияние оказывал докайнозойский фундамент и его исключительная гетерогенность [9].

Сложность тектонического строения Приморья породила многообразие предложенных схем его тектонического районирования: H.A. Беляевским (1955); ИМ. Берсеневым (1959); Б.И. Ивановым (1960); А.И. Бурдэ (1968); Н.П. Лошак (1981); Ю.Н. Олейником (1983); Н.Г. Мельниковым и JI.A. Изосовым (1983); В.А. Бажановым, Л Ф. Назаренко и Ю.Н. Олейником (1986); В.П. Уткиным (1988); А.И. Ханчуком, В.В. Голозубовым и др. (1995).

Однако ни одна из вышеперечисленных тектонических схем не отражает в полной мере кайнозойский тектогенез. Поэтому, приняв за основу схему тектонического районирования В.А. Бажанова, Л.Ф. Назаренко и Ю.Н. Олейника (1986), составленную по новейшим геологическим материалам, в нее автором внесены следующие дополнения:

- более чётко показаны наложенные кайнозойские угленосные и вулканогенные структуры;

- выделены субширотные зоны разломов, активно проявившие себя в кайнозое и контролирующие отдельные угленосные впадины;

- добавлены дополнительные разломы более низкого ранга вдоль палеогеновых угленосных впадин;

- юго-западная оконечность Западно-Сихотэ-Алинского разлома протрассирована в соответствии со схемой В.П. Уткина (1988). С этой же схемы добавлен Уссурийский разлом.

Выделены следующие зоны палеогенового торфоугленакопления в соответствии с принятой тектонической схемой: Ханкайская, Арсеньевская, Барабашско-Пограничная, Сихотэ-Алинская с ВСАВП (см. рис. 1).

Ханкайская зона относится к области докембрийских и раннепалеозойских складчатых комплексов. Кайнозойские угленосные впадины и мульдообразные структурв.! установлены в пределах всей рассматриваемой зоны, однако наибольшую промышленную ценность представляют её южные и восточные районы.

В южных районах - это Павловские угленосные структуры, протягивающиеся полосой субширотного простирания вдоль правого борта р. Абрамовка: Галён-

ковская впадина, отдельные микромульды и микровпадины (Лузановская, Северная, Восточная и др.); Раковская угленосная впадина, представляющая продолжение Павловских структур в юго-восточном направлении. Угленосные структуры, расположенные в восточной части рассматриваемой зоны, включают в себя несколько эрозионных останцев среди нижне-среднепалеозойских образований, выполненных угленосными отложениями палеоген-неогенового возраста (Реттиховская, Чернышевская и др.). Из других структур подобного типа необходимо отметить Жари-ковскую и Турий-Рогскую впадины, расположенные западнее оз. Ханка, а также Гоголевскую на севере Ханкайской зоны (см. рис. 1).

Палеоген-неогеновые рифтогенные структуры выполнены угленосными отложениями мощностью до 500 м. Их форма в плане изометричная, иногда протяжённая в субширотном или субмеридиональном направлениях. Борта структур ограничены сбросами и сбросо-сдвигами. Отдельные составные части мульд и впадин образовались в результате эрозионных процессов, активно проявляющихся в долинах водотоков при формировании отложений чехла. Поэтому рассматриваемые угленосные структуры получили наименование терригенньи, эрозионно-тектонических (А.Ф. Крамчанин, 1973 г.) [17].

Арсеньевская зона расположена в восточных, южных и северных районах, смежных с Ханкайской. Она относится к области развития позднепермских и ран-немеловых (берриас - готеривских) складчатых комплексов. Мезозойские и кайнозойские образования выполняют наложенные впадины. Мезо-кайнозойский магматизм и вулканизм имеет умеренное развитие. Зона отделена от Ханкайской Запад-но-Сихотэ-Алинским разломом, а от расположенных к востоку поздних мезозоид -Центральным Сихотэ-Алинским разломом. Внутри зоны имеют место многочисленные более мелкие разломы и крупные разрывы северо-восточного простирания, разделяющие её на мелкие протяжённые тектонические блоки того же направления.

Кайнозойские угленосные впадины установлены на всей территории зоны. Севернее широты г. Владивостока выделено несколько групп приразломных впадин: Угловская, Шкотовская, Бонивуровская и Глуховская на юге (Муравьёвско-Партизанская подзона); Арсеньевская, Малиновская, Крыловская, Ореховская и Белогорская в центральной части (Малиновско-Самаркинская подзона) и Марев-

екая, Бикинская, Средне-Бикинская и Алчанская на севере Приморья (Бикино-Ариадненская подзона). Все они объединены в терригенные тектонические впадины [17] и представляют протяжённые асимметричные структуры в виде грабенов, приуроченных к зонам разломов и разрывов типа сбросо-сдвигов северовосточного простирания Впадины выполнены комплексом палеоген-неогеновых преимущественно континентальных угленосных отложений мощностью до 1800 м (см. рис. 1).

Барабашско-Пограничная зона расположена на крайнем юго-западе Приморья и относится к области развития средне- и позднепалеозойских складчатых комплексов. Мезозойские и кайнозойские образования выполняют наложенные впадины. Широко развит кайнозойский вулканизм. Внутри зоны установлены разломы северо-восточного - субмеридионального и северо-западного - субширотного простираний.

Кайнозойские угленосные впадины приурочены к местам пересечения субширотных и субмеридиональных разломов. В их выполнении совместно с терри-генными угленосными получили развитие вулканогенные образования. Поэтому данные впадины (Краскинская, Пойменская, Нарвская) получили наименование вулканотерригенных тектонических (см. рис. 1) [17].

Сихотэ-Алинская зона с ВСАВП включает в себя горную систему Сихотэ-Алинь к востоку от Центрального разлома до побережья Японского моря. Она сложена мезозойскими и кайнозойскими осадочными образованиями с мезозойско-кайнозойским магматизмом и вулканизмом. Внутри зоны установлены многочисленные разломы и крупные разрывы северо-восточного и субширотного направлений.

Кайнозойские угленосные впадины приурочены к местам пересечения субширотных и северо-восточных разломов и имеют, как и в Барабашско-Пограничной зоне, вулканотерригенный тектонический тип. В южных районах -это Березовская, в центральных - Зеркальненская и в северных - Верхне-Бикинская впадины (см. рис. 1).

3. АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Последовательность методических приёмов для реализации поставленных задач осуществлялась всесторонним изучением фундамента угленосных впадин и мульд и их геологического окружения, угленосного чехла, а также их нарушенно-сти. Результаты этих исследований сопоставлялись сравнительным анализом основных характеристик фундамента и чехла с последующей корреляцией с подобными структурами смежных районов.

Работа по изучению отложений чехла являлась основной и наиболее сложной. Она проводилась, прежде всего, с целью упорядочения стратиграфической основы кайнозойских осадков [10, 22, 23, 29], воссоздания палеофациальных об-становок формирования угленосных отложений внутри впадин, начиная с позднего палеоцена и обобщения материалов по тектоническим проявлениям в чехле [25].

Комплекс геолого-геофизических признаков в границах наиболее изученных объектов позволял не только уточнять литологические разрезы, но и прослеживать отдельные маркирующие горизонты и угольные пласты по площади, устанавливать характер изменения их мощностей, строения и замещения отдельных пачек по ла-терали и осуществлять прогноз нарушенности с определением типов и вертикальных амплитуд разрывов.

Полученный фактический материал по угленосным структурам исследован в пяти основополагающих направлениях: стратиграфическом, фациально-литологическом, геолого-сгруктурном, минерагеническом и сравнительном.

3.1. СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Ханкайская зона. Наиболее детально палеогеновые и неогеновые отложения изучены в Галёнковской, Раковской и Ретгиховской впадинах (см. рис. 1). Основной вклад в их изучение и стратиграфическое расчленение внесли М.А. Седова, Я.В. Медведев, Ю.Я. Громов, А.К. Мигута, В.В. Левицкий, P.C. Климова, А.Г. Аблаев, Б.И. Павлюткин, А.Ф. Крамчанин, Т.И. Демидова, Т.Н. Болотникова и др.

Дана краткая геологическая характеристика отложений фундамента и угленосного чехла впадин Ханкайской зоны с подробным описанием мест захоронения

ископаемых растительных остатков и результатов определительских работ, которые проводились: по листовой флоре P.C. Климовой, А.Г. Аблаевым и Б.И. Пав-люткиным; по спорам и пыльце Т.И. Демидовой, И.Б. Мамонтовой, Т.Н. Болотниковой (Аблаев, 1977; Павлюткин, Петренко, 1989; Болотникова, 1989 и др.)

Впадины и мелкие мульды выполнены верхнеолигоцен-среднемиоценовыми песчано-глинистыми угленосными отложениями [1], выделенными на IV межведомственном стратиграфическом совещании в павловскую свиту (Решения.., 1994).

В угленосных структурах Арсеньевской зоны детальное стратиграфическое разделение проведено в Угловской, Шкотовской и Бикинской впадинах (см. рис. 1). Основной вклад в их изучение и стратиграфическое расчленение внесли Б.М. Штемпель, Г.М. Власов, В.В. Медведев, М.О. Борсук, С.И. Неволина, P.C. Климова, А.К. Седых, М.Д. Болотникова, Т.Н. Демидова и др.

Дана краткая характеристика геологического строения впадин Арсеньевской зоны, в основании которых на базальных слоях залегают угленосные отложения угловской свиты, охарактеризованные многочисленными находками ископаемой листовой флоры, спор, пыльцы, пресноводных моллюсков (определения С.И. Неволиной, P.C. Климовой, М.А. Седовой, М.О. Борсук, A.C. Кундышева, Т.Н. Демидовой, И.Б. Мамонтовой, М.Д. Болотниковой, С.М. Поповой и др.) [1, 6,10,14,16].

В кровле IV угольного пласта Артёмовского месторождения (в средней части разреза угловской свиты) найдены остатки болотных носорогов аминодонтов, которые существовали в Азии от позднего эоцена до позднего олигоцена (Трофимов, 1954 и др.; Beliajewa, 1959).

Собранные из отложений угловской свиты органические остатки позволили датировать её возраст как эоцен-олигоценовый с возможным удревнением до верхов палеоцена [1].

Залегающая выше с постепенным переходом монотонная алеврито-глинистая надеждинская свита на основании определений листовой флоры, спор и пыльцы имеет олигоценовый возраст. Её аналогом на севере Приморья (Бикинская впадина) является лучегорская свита (Решения.., 1994) [1,6, 16].

Надеждинская свита сменяется вверх по разрезу верхней угленосной усть -давыдовской, являющейся по мнению большинства исследователей, возрастным аналогом павловской свиты Ханкайской зоны и бикинской одноимённой впадины

(Решения.., 1994). Она содержит растительные остатки в виде детрита, обугленных стеблей растений, отпечатков листовой флоры и пресноводных моллюсков.

Возраст отложений верхней угленосной свиты принят, как верхнеолигоцен-среднемиоценовый [1,10, 14,16]

Стратиграфия кайнозоя Барабашско-Погряничной зоны разработана на основании изучения слабо угленосной Краскинской вулканотерригенной тектонической впадины, а также Пойменской и Нарвской впадин (см. рис. 1) [1, 20, 24].

Наибольший вклад в познание геологического строения и стратиграфию кайнозойских отложений зоны в разные годы внесли Э. Анерт, Г.М. Власов, Б,И. Васильев, Ю.Б. Устиновский, В.М. Чмырев, A.A. Вржосек, А.К. Седых, P.C. Климова, А.П. Дубинский, C.B. Коваленко, Т.К. Кутуб-Заде и др.

Рассмотрено геологическое строение впадин и их вулканогенно-осадочный чехол, из отложений которого собраны остатки ископаемой листовой флоры, спор и пыльцы, а также проведены определения абсолютного возраста из эффузивов различного состава калий-аргоновым методом (A.A. Грачёва, Л.А. Баскакова).

Угленосные отложения основания впадин выделены в назимовскую свиту (Власов, 1949) верхнепалеоцен-эоценового возраста и хасанскую (Устиновский и др., 1966) эоцен-олигоценовую. Последняя сопоставляется с угловской свитой Южного Приморья. [1, 20,24, 33].

Залегающая выше гпшисто-туффитовая толща сопоставляется с надеждин-ской свитой олигоценового возраста Угловской впадины. В наиболее погруженной части Краскинской впадины согласно на глинисто-туффитовой залегает самая верхняя песчаниковая толща (верхний олигоцен - нижний-средний миоцен), а на северо-западной окраине Нарвской впадины - слабо угленосная синеутесовская свита, охарактеризованная флорой ранне-среднемиоценового возраста [1,20,24, 33].

Эффузивным аналогом эоценовых отложений является зайсановская свита базальтов (Власов, 1949) с абсолютным возрастом 55 млн. лет и залегающая выше свита новопосьетских эффузивов с абсолютным возрастом 41-52 млн. лет (Власов, 1949). Завершает разрез эффузивных образований толща андезитов, андезитодаци-тов и дацитов с абсолютным возрастом 34,8 млн лет (ранний олигоцен) [1, 20, 24].

Основной вклад в разработку стратиграфии и изучение вещественного состава кайнозойских отложений Сихотэ-Алинской зоны с ВСАВП внесли

МО. Борсук, В.Г. Плахотник, С.А. Салун, М.С. Попова, М.А. Ахметьев, В.А. Вах-рамеев, А.Г. Аблаев, В.А. Красилов, В.И. Рыбалко, A.B. Олейников, P.C. Климова, С.И. Неволина, В.В Михайлов, В.В. Голозубов Результаты стратиграфического изучения приведены по материалам Зеркальненской и, частично, Верхне-Бикинской вулканотерригенных тектонических впадин (см. рис. 1).

В основании Зеркальненской впадины залегают отложения тадушинской свиты, содержащие отпечатки ископаемых растений позднедатского возраста. Та-душинская свита согласно перекрывается пироксеновыми базальтами и андезито-базальтами суворовской свиты палеоценового возраста. Выше базальтов расположен горизонт рыхлых осадочных пород, выделенных в туяновскую толщу. Её флора имеет много общих видов и родов с палеоценовой флорой Тихоокеанского побережья России (Криштофович, 1958) [1]. Ещё выше с размывом залегает светлин-ская свита (А.П. Матюнин, 1986 г.). Собранная флора из отложений свиты по определению P.C. Климовой имеет позднеэоцен-раннеолигоценовый возраст (Михайлов и др., 1989).

В восточных районах Зеркальненской впадины распространены слабо лити-фицированные отложения возновской свиты. Собранные из отложений свиты растительные остатки датируются P.C. Климовой, как позднеолигоцен-раннемиоценовые.

Основной комплекс пород чехла Верхне-Бикинской впадины представлен палеоцен-олигоценовыми образованиями, разделенными на две толщи (В.Е. Осыка, 1988 г.). Нижняя грубозернистая сложена тавасикчинскими конгломерато-брекчиями. Её предположительный возраст палеоценовый. Верхняя слабо угленосная толща залегает согласно на нижней грубозернистой. Из её отложений собраны отпечатки растений, характерных для эоцен-олигоценового времени (заключение А.Н. Криштофовича и P.C. Климовой).

Выводы. С учетом решения IV межведомственного регионального стратиграфического совещания в г Хабаровске в 1990 г. (Решение.., 1994) и новейших данных, полученных после этого совещания, осуществлена корреляция угленосных отложений опорных кайнозойских угленосных впадин Приморья (рис. 2) и установлены пространственно-временные соотношения в формировании палеоген-неогеновых приразломных впадин Приморья, приведённые в табл. 1.

В целом от Япономорской котловины к Ханкайской зоне идет последова-

тельная смена типов кайнозойских структур от вулканотерригенных тектонических к терригенным тектоническим и эрозионно-тектоническим. Предполагается их дифференциация в этом же направлении по времени заложения от раннепалеоце-новых (датских), через ранне-среднеэоценовые к позднеолигоцен-раннемиоце-новым, что свидетельствует о непосредственной связи прощссов палеогенового рифтогенеза с активными тектоническими процессами Япономорской окраины в позднем мезозое-кайнозое [17].

3.2. ФАЦИАЛЬНО - ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Автором разработан фациально-литологический комплексный анализ фактического материала по керну буровых скважин (ФЛКА) с широким использованием данных каротажа. Он послужил основой при исследовании континентальных буро-угольных формаций Приморья [43]. При документации керна скважин применялась комплексная методика [13]. В основу литологических исследований положен предложенный Г.А. Ивановым (1956, 1967) метод ритмического анализа с отстроенной гранулометрической кривой.

Соотношение трансгрессивных (Т) и регрессивных (Р) составляющих определяет тип микроритма: симметричный (Т=Р), трансгрессивный (Т>Р) и регрессивный (Р>Т). Если Р=0, микроритм переходит в озёрный (лагунный, бассейновый), а при Т=0 - в аллювиальный (пролювиальный, дельтовый). Степень асимметричности микроритмов (а) устанавливается отношением мощности трансгрессивной составляющей к регрессивной: (а = Т/Р). При а = 1 и близкой к 1 микроритм симметричный, при а > 1 - нормальный асимметричный, а при а >5 - нормальный резко асимметричный. При а <1 микроритм обратно асимметричный, а при а < 0,2 - обратный резко асимметричный.

Выделяются следующие микроритмы: озёрные, наиболее крупные (30-95 м), содержащие маломощные (0,5-1,5 м), низкозольные и наиболее выдержанные угольные пласты простого строения с преобладанием в прослоях аргиллитов и алевролитов. Это нормальные резко асимметричные микроритмы (а обычно >5). Разрезы, содержащие озёрные микроритмы, переходят в монотонные глинистые отложения без признаков ритмичности (а —»оо).

I "8

Зоны торфоугле накопления

Ханкайская

Арсеньевская

т

Барабашско -Пограничная

I

У

II

III

т

павловская свита

гО

У5

100 200 -300 -400 -500 м

Ж

Ж:

ш

ш

ybOfi

павловская (усть -давыдовская) свита

ш

надеждинская свита

/'

У /

У Шутовская свитр

У

/

Ш

SES3

/

/

/

/

/

/

павловская (усть -давыдавская) свита

надеждинская свита

угловская свита

Ж

гж-

\

\

•ч

бикинская свита

лучегорская свита

угловская (контровод-ская) свита

т

9

IV

ж-

т

L L L

песчаниковая толща

шнисто - туф-фитовая толща; ^ толща эффузивов ' кислого, среднего и основного состава

хасанская свита

ново-посьетская

свита jайсановская

свита назимовская свита

Рис. 2. Корреляция угленосных отложений опорных кайнозойских приразломных впадин Приморья

Впадины: I - Галенюовская, II - Угловская, III - Шкотовская, IV - Бикинская, V - Краскинская

1 - конгломераты и конгломерато-брекчии; 2 - песчаники; 3 - алевролиты; 4 - аргиллиты; 5 - пласты бурого угля; эффузивные образования, б - кислые, 7 - средние, 8- основные; 9 - туфосодержащие осадочные породы, места находок в разрезах- 10 - листовой флоры, 11 - спор и пыльцы, 12 - костей млекопитающих, 13 - мала-кофауны

Таблица 1

Пространственно-временные соотношения в зонах палеоген-неогенового осадконакопления

Общая стратиграфическая шкала Органические остатки Зоны торфоугленакопления

Ханкай-ская Арсеньев-ская Барабашско-Пограничная Сихотэ-Алинская сВСАВП

| Система Отдел Подотдел 1 Ярус Ё о п 5 а о и | флора споры и пыльца плоды и семена диатом водоросли млекопитающие домики ручейников пресноводная фауна Терригенные эрозионно-тектоинче-схис впадины* Галбн-ковская, Реттихов-ская, и др Терригенные тектонические впадины* Угловская, Шко-товская, Би-кинская и лр Вулкан отсрри-генные тектонические впадины-Краскинская, Пойменская, Нарвская и др В /лканотерри-генные тектонические впадины Зеркаль-ненская, Верх-не-Бик-инская и др.

Неогеновая миоцен средний серра-валий к 1 ж 'О + + 4 + + павловская свита (угленосная) 9 бикинская свита (угленосная), павловская (усть-давы-довская) свита угленосная сайду ганская свита (эффузи-вы основного и среднего состава), сине-утбсовская свита (слабо угленосная), верхняя слабо угленосная песчаниковая толща возновская свита (слабо угленосная)

лан-гий + +

нижний бурди-ГШП + + + + + +

акви-тан + + + +

Палеогеновая олигоцен | верхний хатт + + +

угловский лучегорский надеждин-ская и луче-горская свиты (песчано-глинистые) толща эффузивов кислого состава; толща эффузивов среднего и основного сосгава, ГЛИНИСТО- туффитовая толща верхняя слабо угленосная толща нерас-члененная

нижний-средний рюпе-ль + + +

эоцен верх ний приа-бон + + + угловская свита (угленосная) угловская и хасанская свиты (слабо угленосные) светлинская свита (слабо угленосная)

( сред! ний бар-тон +

лютет +

! нижний ипр озе « X 0 X X X к т « а а. а 5 К X 1 5 К + + толща тавричанских конгломера-то-брекчий новопосьетская свита (эффузивов кислого состава), зайсанов-ская света (эффузивов основного состава), нази-мовская свита (слабо угленосная) толща тава-снкчинских конгломера-то-брекчий, туяновская толща (грубозернистых образований) суворовская и кузнецовская С8ИТЫ (эффузивов основного состава), таду-шинская свита (слабо угленосная)

нижний + +

1 палеоцен верхний танет +

нижний монс (зелан-дий) +

да-ний + +

Озёрно-болотные микроритмы - средние и крупные (5-60 м), содержащие пласты угля средней и большой мощности (до 30-40 м) как простого, так и сложного строения, низко-среднезольные, выдержанные по простиранию и падению с преобладанием в прослоях тонко- и мелкозернистых песчаников. Это, как правило, нормальные симметричные и асимметричные микроритмы (а от 1 до 5).

Озёрно-аллювиальные микроритмы - средние (5-35 м), содержащие угольные пласты мощностью до 10-12 м, высокозольные, сложного строения, невыдержанные но латерали с преобладанием в прослоях мелко- и среднезернистых песчаников. Обычно это обратно асимметричные микроритмы (а от 1 до 0,2).

Аллювиальные микроритмы имеют мощность от 1 до 25 м. Содержат углистый материал в виде мелких невыдержанных линз и залежей. Строение разреза характеризуется закономерным уменьшением зернистости отложений от грубозернистых в основании до тонкозернистых глинистых, иногда углистых в верхних частях микроритма. Микроритмы неполные, с регрессивной составляющей (а = 0), иногда обратные резко асимметричные (а < 0,2).

В строении каждого микроритма принимают участие от одной до нескольких литофаций, отражающих обстановку осадконакопления. Несколько литофаций, близких по условиям образования, объединены в фациально-литологические комплексы (ФЖ;. Парагенетически связанные ФЖ, отражающие конкретные ландшафтные условия осадконакопления (руслово-пойменные, озёрно-болотные, бассейновые) образуют мезоритмы.

Под угленосной формацией понимается крупный макроритм, состоящий из мезоритмов, включающих полифациальные комплексы парагенетически связанных осадочных отложений, содержащих в качестве обязательных болотные фации и представляющих собой сложно построенное геологическое тело определенной мощности и протяжённости с закономерно проявленной ритмичностью.

Кроме осадочных формаций в Приморье получили распространение и вул-каногенно-осадочные угленосные формации.

Впадины Ханкайской зоны сложены отложениями озёрно-болотных и аллювиальных фаций (павловская свита). Анализ ритмичности угленосных отложений Галёнковской впадины показал преобладание в разрезах симметричных и нормально-асимметричных озёрно-болотных микроритмов мощностью от 8 до 30 м с

показателем а от 1 до 2. В центральных районах преобладают озёрно-болотные и озёрные микроритмы мощностью от 20 до 45 м нормально асимметричные с показателем а от 2 до 7. В основании и в верхней частях разреза угленосной формации незначительно распространены озёрно-аллювиальные обратно асимметричные микроритмы с показателем а от 0,2 до 0,9 и аллювиальные микроритмы. Это предполагает широкое развитие озёрно-болотных фациальных обстановок при формировании угленосной формации со слабым распространением русловых фаций, особенно в начальной и конечной стадиях осадконакопления. Тип угленосной формации определяется, как потамическо-лгшнический.

В Арсеньевской зоне разрез угленосной палеоген-неогеновой формации наиболее хорошо исследованных впадин (Угловской, Шкотовской, Бикинсхой) в объеме выделенных свит (угловской, надеждинской-лучегорсксй и павловской-бикинской) характеризуется разнообразным набором континентальных образований. Угленосная формация представлена полным макроритмом мощностью от 1,1 до 1,8 км с 4-мя фациально-литологическими комплексами пород (мезориггмами) Это сложный пакет фациально-изменчивых образований лимническо-потамического типа с признаками паралического в южных районах [18].

Во впадинах Барабашско-Пограничной зоны комплекс отложений чехла в составе хасанской свиты, глинисто-туффитовой и песчаниковой толщ и их эффузивных аналогов представляет сложное фациально-изменчивое геологическое тело в виде ритмично построенной эффузивно-осадочнсй формации общей мощностью около 1 км с одним угленосным горизонтом в основании. Возрастные пределы её формирования - от позднего палеоцена до среднего миоцена включительно.

Ритмичность отложений формации изучалась по разрезам угленосной хасанской свиты и вышезалегающей глинисто-туффитовой толщи.

В целом формирование чехла Краскинской впадины происходило в условиях сложного тектонического режима, что обусловило разнообразие обстановок, их быструю смену во времени и пространстве. Основной характер торфоугленакопления определен, как лимническо-потамический, вулканогенно-осадочный

Выводы. Фациально-литологическое исследование впадин различных зон кайнозойского осадконакопления Приморья позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Во всех впадинах получили распространение континентальные угленосные формации двух типов: осадочные и вулканогенно-осадочные Они характеризуются преимущественно аллохтонным типом торфоугленакопления и высокой степенью разложения растительной органики в условиях обводнённых болот. Первые имеют максимальные мощности до 400 м в Ханкайской зоне и до 1800 м - в Арсеньевской; вторые - до 1000 м в Барабашско-Пограничной и до 1400 м - в Си-хотэ-Алинской с ВСАВП.

2. Выделяются полные формации четырёх- и трёхчленного строения и сокращенные трёх- и двухчленные (по количеству мезоритмов) Первые установлены во впадинах северо-восточного субмеридионального простирания (20-60 ) и приурочены к Арсеньевской зоне. Они состоят из базального грубозернистого мезо-ритма (0 - 300 м), нижнего угленосного (до 400 м), среднего монотонного глинистого (до 350 м) и верхнего угленосного мезоритма (до 450 м). В разрезе формаций преобладают русловс-пойменные фации со слабым развитием озёрно-болотных и по типу они являются лимническо-потамическими (Угловская, Шкотовская, Би-кинская впадины). В основании разреза угленосных формаций отдельных впадин Южного Приморья (Угловская, Шкотовская) предполагается присутствие при-брежно-морских фаций и фаций опреснённых лагун (паралический тип) [18].

Угленосные формации трёхчленного строения установлены во впадинах северо-западного простирания (290-330 ) и приурочены к Барабашско-Пограничной и Сихотэ-Алинской с ВСАВП зонам (вулканотерригенные тектонические впадины). Они состоят из базального грубозернистого мезоритма (до 100 м), нижнего угленосного (до 700 м) и верхнего слабо угленосного песчано-глинистого (до 600 м). В основании преобладают пролювиальные и аллювиальные фации, которые вверх по разрезу сменяются руслово-пойменными, озёрно-болотными, аллювиально-озёрными и озёрными. Вулканогенная составляющая (лавы и туфы смешанного состава) включает нижний маломощный палеогеновый комплекс (до 120 м) с контрастным по составу разрезом (базальты-риолиты) и верхний более мощный неогеновый комплекс (200-400 м) преимущественно основного состава (базальты, андези-тобазальты, андезиты; реже - дациты и риолиты). Осадочная составляющая угленосных формаций имеет лимническо-потамический тип.

Сокращенные угленосные формации трёх- и двухчленного строения приуро-

чены к впадинам и мульдам субширотного - северо-западного простирания Хан-кайской зоны, а также к отдельным впадинам позднего заложения Арсеньевской зоны. Они представлены базальным мезоритмом (часто в виде дресвяников) и угленосным общей мощностью до 350 м. Иногда содержат песчано-глинистый мезо-ритм небольшой мощности в его завершающей части. В разрезе формаций преобладают озёрно-болотные фации с небольшим участием аллювиальных и по типу они являются потамическо-лимническими.

Все рассмотренные угленосные формации приразломных впадин указывают на политипный характер торфоугленакопления [38].

3. Микро- и мезоритмы в составе формаций характеризуются невыдержанностью по мощности и структуре с миграцией фациальных обстановок и угленосности для Арсеньевской зоны с юго-запада на северо-восток снизу вверх по разрезу (Угловская и Шкотовская впадины). В формациях четырёх- и трёхчленного строения установлена наибольшая выдержанность отдельных микроритмов и угольных пластов среди отложений озёрного (песчано-глинистого) мезоритма и пограничных с ним слоёв смежных мезоритмов.

4. На основании проведенного ритмостратиграфического расчленения кайнозойской угленосной формации Приморья [35] её полный разрез имеет четырёхчленное строение и состоит из нижнего (первого) мезоритма (первого ФЛК), отвечающего палеоценовой слабо угленосный эпохе осадконакопления с базальными грубозернистыми слоями; второго мезоритма (ФЛК), соответствующего эоцен-олигоценовой эпохе промышленного торфоугленакопления (назимовская, хасанская и угловская свиты); третьего олигоценового мезоритма (ФЛК), знаменующего эпоху широкого распостранения озёрных ландшафтов с формированием песчано-глинистых отложений (надеждинская и лучегорская свиты) и, наконец, четвёртого завершающего мезоритма (ФЛК), соответствующего позднеолигоцен-среднемиоценовой эпохе промышленного торфоугленакопления (павловская и би-кинская свиты) (см. табл. 1, рис. 3).

3.3. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Из-за слабой обнаженности образований чехла впадин и мульд, основной объём геолого-структурных наблюдений проводился в подземных горных выработках

23

с «

ч

о ч

ч в а

-¿5з

2 5-яо.

<° пих

3 а«2

I

коэффициент асимметричности

О 0,5 1 10

\

\

1%

м

£ §

ЦКО

>«2-I««

га«*

II

коэффициент асимметричности

(а)

О 0,6 1 10

®

®

¡-25

«йх

-

>>а а у««

Ь.

ш

коэффициент асимметричности

(а)

0 0,5 1

Рве. 3. Ритмостратиграфическое расчленение угленосных формаций приразломных впадин с элементами минерагении. Составил А.К. Седых

I - полная четырехчленная угленосная формация присдвиговых зон раннего заложения (терригенные тектонические впадины: Угловская, Шхотовская, Еикинская и др.), II - трёхчленная угленосная формация зон раодвижешм раннего заложения (вулканотерригенные тектонические впадины: Краскинская, Зеркальнен-ская, Верхяе-Бнкинская и др), Ш - неполные тр«х- и двухчленные угленосные формации позднего заложе-ння (терригенные эрозионно-тектонические и тектонические впадины Галёнковская, Реттиховская и др) К колонке с гранулометрической кривой (микроритмы): I - аллювиальные, 2 - озйрно-аллювиальные обратно асимметричные, 3 - оз4рно-болотные симметричные, 4 - озерно-болотные и озбрные нормальные асимметричные, 5 - туфосодержашие осадочные породы, 6 - туфы и лавы кислого состава, 7 - туфы и лавы среднего состава, 8 - туфы и лавы основного состава,

К минерагенической колонке : 9 - угольные пласты выдержанные среднезольные, !0 - угольные пласты относительно выдержанные и невыдержанные по мощности средне- и высокозольные, 11 - туго- и легкоплавкие глины, 12 - перлнты и цеолиты, 13 - металлоносные россыпи, 14 - металлоносные угли

шахт и в керне буровых скважин на основании комплексной методики его документации [13], являющейся составной частью ФЛКА [43].

Осуществлялась интерпретация полученных результатов по каротажным диаграммам пробуренных скважин с уточнением их литологического разреза (при непредставительном выходе керна), типов разрывов и их вертикальных (в отдельных случаях - горизонтальных) амплитуд смещения.

Дана подробная геолого-структурная характеристика опорных впадин в выделенных зонах кайнозойского торфоугленакопления. Повсеместно установлено широкое развитие сдвигов.

В пределах Ханкайской зоны крупная зона разрывных дислокаций прослеживается через центральную часть Галёнковской впадины. Основная ветвь этой зоны представлена небольшим грабеном шириной до 20 м, простирающимся по аз. 60°. На его юго-восточном крыле установлена плоскость разрыва с горизонтальными бороздами скольжения, падающими под углом 10-15 на юго-запад. Азимут падения плоскости 330 ^ 50-56 . Северо-западное крыло грабена представлено серией ступенчатых уступов, погружающихся к центру грабена под / 85-90°. Во вскрытой части угленосных отложений установлено несколько дополнительных тектонических зон, расположенных параллельно основной через 200-250 м Основная зона развития сдвиговых дислокаций прослеживается вдоль восточной наиболее угленасыщенной границы Галёнковской впадины со смятием угленосных отложений во фронтальной части вместе с перекрывающими их суйфунскими галечниками плиоценового возраста. Это проявляется в виде мелкой складчатости, сопровождаемой взбросами и микронадвигами. Сдвиг определен как левосторонний с горизонтальным перемещением с конца неогена на 0,8 - 1,0 км и вертикальной амплитудой до 20 м. Время последних активных подвижек - послесуйфунское [11].

В Арсеньевской зоне достоверная информация по тектоническим проявлениям получена по месторождениям Угловской, Шкотовской и Бикинской впадин [5, 11, 15, 16].

На уже отработанных шахтных полях месторождений Угловской впадины геолого-структурный анализ всех пластовых планов показал, что угольные пласты, расположенные ближе к фундаменту, нарушены более интенсивно. Нарушенность чехла над мезозойским фундаментом в 2-3 раза выше нарушенное™ чехла над палеозойским фундаментом. Нарушенность отложений чехла не зависит от фунда-

25

мента при достижении мощности чехла в 200 м над палеозойским и в 500 м над мезозойским фундаментом [8].

Устанавлено, что пространственная связь разрывов с фундаментом ослабевает с уменьшением их вертикальных амплитуд, при этом усиливается пространственная связь разрывов с отложениями чехла. Этот вывод справедлив и при удалении объекта исследования от фундамента. При этом усиливается «рассеивание» разрывов прочих простираний. Следует общий вывод о ведущей роли фундамента при формировании крупноамплитудных разрывов, имеющих, как правило, сдвиговую составляющую. Для мелкоамплитудных сбросов определяющая роль при их формировании принадлежит так называемому «гравитационному соскальзыванию», когда основные пространственные характеристики образующихся разрывов определяются элементами залегания отложений чехла на фоне общих деформаций растяжения [8].

Среди разрывных структур Шкотовской впадины наиболее крупной является разлом, фиксируемый долиной р. Шкотовка. Это тектоническая зона, разграничивающая палеозойские и мезозойские отложения фундамента впадины. Разлом выражен в рельефе. Сдвиговый характер перемещения вдоль него подтверждается смещением изогипс поверхности фундамента. На молодые смещения вдоль Шкотовско-го разлома указывают наблюдения над деформациями суйфунских галечников в устье р. Шкотовка. Горизонтальная амплитуда смещения вдоль разлома оценивается в 2,2-2,5 км. Он активен и в настоящее время.

Тектоническая обстановка на площади угольного разреза Лучегорский - 2 Бикинской впадины, отрабатывающего пласты угля нижней угленосной свиты, залегающей непосредственно на фундаменте, характеризуется двумя основными зонами сдвиговых дислокаций северо-восточного простирания, проходящих из фундамента и выраженных чередованием зон растяжения и сжатия с проявлениями мелкой складчатости. Они сопровождаются многочисленными сбросами и сбросо-сдвигами небольших амплитуд.

Выводы. Геолого-структурные обобщения по рассматриваемым угленосным кайнозойским впадинам складывались из анализа крупных разрывных дислокаций с использованием новейших сведений по их геологическому строению (Уткин, 1984, 1988, 1996 и др.; Назаренко, Бажанов, 1988; Ханчук и др., 1995 и др.) и гео-

физическим параметрам фундаментов впадин (М.И Яловцев и др., 1988 г.), результатов проведенных автором стратиграфического и фациально-литологического анализов. При этом наибольшую эффективность дали сравнительные геологические и геофизические сведения по фундаменту и чехлу впадин

Оценена степень влияния фундамента на нарушенность чехла [7, 9] (рис. 4). Используя метод изопахит, а также данные по разрывным структурам фундамента и чехла, установлено их влияние на фациальный состав угленосных отложений, на интенсивность тектонических зон раздвигового, сбросового и сдвигового типов,

глубину их проникновения из фундамента в чехол по мере развития впадин.

По оси ординат - расстояние от пласта до фундамента, по оси абсцисс - нарушенность угольных пластов

1 шШ 2 = —= - 3 4 ЛАЛ/Х/ 5 • II

Рис. 4. Кривые зависимости нарушенности угольных пластов от расстояния до фундамента и его возраста Составил А.К. Седых

1 - мезозойский фундамент; 2 - палеозойский фундамент; 3 - терригенные эрозионно-тектонические впадины; 4 - терригенные тектонические впадины, 5 - вулканотерригенные тектонические впадины; 6 - объекты наблюдения' Гапёнковская впадина -1 - разрез Пав-ловский-2; Угловская впадина - II - шх Капитальная, III - шх. № 5, IV - шх Амурская, V -шх Озерная, VI - шх. Приморская, VII - шх. Дальневосточная, VIII - шх 6-6 бис; Шко-товская впадина - IX - шх им Артёма, X - шх. Смоляниновская, XI - разрез Смоляии-новский; Бакинская впадина - XII - разрез Лучегорский - I, XIII - разрез Лучегорский-2, Краскинская впадина - XIV - шх Хасанская

3.4. МИНЕРАГЕНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Процессы формирования месторождений полезных ископаемых в рассматриваемых структурах охватывают относительно короткий промежуток времени в минерагенической колонке региона - последние 60-65 млн. лет Изученные осадочные и вулканогенно-осадочные комплексы пород образовались в палеоцен-среднемиоценовое время общей продолжительностью около 50 млн. лет. Перечень открытых месторождений и проявлений полезных ископаемых в этих структурах разнообразен. Он включает углеводородное сырьё, металлические и неметаллические полезные ископаемые.

Первые представляют основной промышленный интерес, так как объединяют месторождения энергетических бурых углей Кроме них, открыто четыре германий-угольных месторождения с прогнозом на открытие новых объектов подобного типа промышленного значения [29, 39, 40], при этом как наиболее эффективный рассматривается комплексный подход на освоение буроугольных месторождений приразломных структур [30,37].

Кроме германия, в углистых и вмещающих породах, а также в углях установлены высокие концентрации вольфрама, бериллия, галлия, редкоземельных элементов (Середин, 1991). Практический интерес представляют погребённые россыпи золота, платины и касситерита палеогенового и неогенового возраста.

В Ханкайской зоне (Павловское буроугольное месторождение) отложения павловской свиты содержат семь групп угольных пластов. На востоке коэффициент общей угленосности свиты равен 27 %, промышленной - 25 %, на западе соответственно 12 и 7 % На востоке пласты I - IV групп сливаются в одну угольную залежь мощностью до 40 м.

Качественная характеристика углей месторождения приведена в табл. 2. Подготовленные запасы углей по Павловскому месторождению для открытой добычи по категориям А+В+С] составляют 450 млн. т., по категории С2 - 10,2 млн. т.

Металлоносность углей Павловского месторождения характеризуется повышенными концентрациями германия, вольфрама, бериллия, сурьмы, бора, молибдена и мышьяка (И.Г Шарова и др , 1991 г.).

Таблица 2

Качественная характеристика углей (средние данные, в %)

Месторождение, угленосный горизонт W,< А* п уг и* yd« Q,'ur Q;' s," ГОК Ro Группа, подгруппа

Угловская впадина

Тавричанское, НИЖНИЙ 18-20 22-33 45-49 71-74 5 7-6 1 29-32 15-16 0 3-0 8 1-5 0 45-0 54 ЗБВ-ДВ

Артёмовское, нижний 22-26 24-30 48-51 70-74 5 8-6 4 28-30 13-15 0 2-0 5 1-4 0 43-0.47 ЗБВ

Шкотовская впадина

Шкотовское,

верхний 30-38 16-27 50-56 68-69 5 3-6 2 28-29 12-14 0 1-04 1-3 0 34-0 36 2БВ

нижний 20-29 16-23 49-53 69-71, 4 6-6.6 29-30 16-19 0 2-0 3 2-6 0.42-044 ЗБВ

Бикинская впадина

Нижне-

Бикинское,

верхний 35-42 18-30 49-58 64-69 5 2-5 9 25-28 10-14 0 4-0 9 5-10 0 28-0 38 2БВ

нижний 28-35 21-25 48-54 69-70 6 0-6 7 28-29 12-13 0 4-06 2-5 041-0 47 2БВ-ЗБВ

Галбнковская впадина

Павловское,

нижний 39-42 14-23 58-62 65-70 5 8-64 25-28 10-13 0 3-0 5 3-12 0 32-0 39 2БВ

Красшнская впадина

Хасанское,

нижний 15-16 20-25 43-45 76-77 59-62 31-32 18-21 0 4-0 5 1-4 0 47-0 51 ЗБВ-ДВ

В восточных районах Галёнковской впадины открыто и разведано германий-угольное месторождение (В.В. Левицкий и др., 1969 г.). Промышленные содержания германия приурочены к локальному поднятию гранитного фундамента, к которому прислонены и который перекрывают четыре рудоносных угольных пласта павловской свиты общей мощностью 50 м.

В вертикальном разрезе для рудоносных пластов снизу вверх возрастают средние содержания германия (табл. 3). Максимальные концентрации германия установлены в почве и кровле рудоносных пластов, заключенных в «глинистую рубашку» из аргиллитов. Они образуют в разрезе угленосной толщи экранирующий горизонт выше самого верхнего рудоносного пласта III н.

Таблица 3

Показатели рудоносных пластов Павловского месторождения

Индексы рудоносных пластов (сверху вниз) Средняя мощность пластов, м Средняя зольность пластов, % Среднее содержание Ge в пластах, % Коэффициент вариации по содержанию Ge, %

III» 0,62 30,3 0,062 67,0

п. 0,98 24,5 0,048 79,1

и„ 0,74 25,9 0,047 101,2

I. 4,10 23,4 0,030 89,8

I 4,16 44,6 0,033 69,8

•Q^.Q,' -в МДЖ/КГ

Месторождение разбито на отдельные блоки несколькими тектоническими зонами субширотного простирания, проникающими в угленосный чехол из фундамента Максимально рудоносной является место пересечения субширотной зоны сдвиговых дислокаций с субмеридиональной ослабленной зоной, выраженной в рельефе фундамента локальным поднятием [29,40].

Кроме германия в угольных пластах установлены высокие содержания вольфрама, бериллия и сурьмы. Расчёт коэффициентов концентрации в контуре рудных тел для каждого из элементов с учётом зольности показал их увеличение снизу вверх от 1-го пласта к Ш-му для германия с 221 до 297, вольфрама с 44 до 88, бериллия с 18 до 24 и сурьмы с 30 до 45 (И.Г. Шарова и др., 1991 г.). Установлено десять аномальных зон урана с активностью более 300 гамм каждая

В процессе проведения геохимических работ на площади Павловского буро-угольного месторождения (И.П. Тен, 1989-1994 г.г.; В.В. Середин, 1990-1999 г.г.) обнаружены угли, обогащенные редкоземельными элементами группы лантаноидов, иттрием, скандием, а также благородными металлами.

Месторождение разведано с общими запасами германия в количестве 1,1 тыс. т.

Арсеньевская зона. Угловская впадина. Артёмовское и Тавричанское месторождения. Основное промышленное значение имеет угловская свита с 11-ю угольными пластами средней мощностью более 1,3 м каждый. Доказана миграция угленосности в северном и северо-восточном направлениях от нижних пластов к верхним с улучшением их выдержанности снизу вверх по разрезу при переходе от руслово-пойменных фаций нижней половины угловской свиты к озерно-болотным и бассейновым её верхней половины и основанию надеждинской свиты. Установлено расщепление угольных пластов к северо-западному приразломному борту Артёмовной мульды и их слияние с образованием угольных залежей мощностью до 40 м к противоположному более стабильному борту (поле отработанной шх. № 1).

Качественная характеристика углей впадины приведена в табл. 2. Балансовые запасы углей категорий А+В+С, составляют 175 млн. т., а прогнозные ресурсы категорий Р1+Р2 - 150 млн. т.

Металлоносность углей Тавричанского и Артёмовского месторождений изучена слабо и оценивается, как площадь с неясной перспективой (И.Г. Шарова, 1991 г.).

Угленосность Шкотовской впадины. На границе Северного и Южного тек-

30

тонических блоков в отложениях угловской свиты установлена одна угольная залежь мощностью до 15 м. В юго-западном направлении она расщепляется на несколько пластов и пропластков угля, количество которых в южных районах впадины достигает 11 -и. Наиболее выдержанные пласты расположены в верхней части разреза угловской свиты непосредственно в зоне её замещения глинистой надеж-динской свитой.

Угленосность павловской свиты приурочена к Северному тектоническому блоку. Здесь вскрыто 8 групп, содержащих 34 угольных пласта со значительными колебаниями мощностей при средних от 1,5 до 6,36 м.

Для угленосной формации Шкотовской впадины установлена миграция угленосности с юга на север и снизу вверх по разрезу.

Качественная характеристика углей месторождения приведена в табл. 2.

На Шкотовском месторождении подготовлены балансовые запасы углей категорий А+В+С1 в количестве 248 млн. т. и категории С2 - 243 млн. т.

Металлоносность углей Шкотовского месторождения характеризуется повышенными содержаниями германия, галлия и некоторых других элементов. Месторождение германия установлено в высокозольных углях и углистых породах и фиксируется местом пересечения Шкотовского сдвига с зоной повышенной нарушенное™ восточного борта впадины в долине р. Шкотовка. Эта зона представлена 11-ю нарушениями субмеридионального простирания с максимальной вертикальной амплитудой до 32 м.

Рудоносные угольные пласты расположены в основании отложений угловской свиты. Её мощность составляет в среднем 50 м. Выше рудоносные отложения перекрыты аргиллитами и алевролитами надеждинской свиты.

Максимальные концентрации германия во всех пластах смещены к местам их выклинивания, где приурочены к углистым аргиллитам. Установлены повышенные содержания германия в почвах и кровлях пластов, заключённых в аргиллиты. Снизу вверх по разрезу в рудоносных пластах установлено закономерное увеличение средних содержаний германия от 0,041 для нижнего до 0,346 % в самом верхнем угольном пласте, залегающем под пачкой аргиллитов надеждинской свиты (табл. 4). Здесь же отмечено и самое высокое содержание германия в отдельной пробе -0,64%.

Таблица 4

Показатели рудоносных пластов Шкотовского месторождения

Индексы рудоносных пластов (сверху вниз) Средняя мощность пластов, м Средняя зольность пластов, % Среднее содержание Сге в пластах, % Коэффициент вариации по содержанию ве, %

IX,' 0,15 27,5 0,346 -

IX, 0,54 28,7 0,151 64,2

1Х2' 0,22 17,4 0,140 53,3

1Х2 0,30 15,0 0,132 42,8

1Х3 0,70 15,0 0,071 79,4

IX* 1,25 15,0 0,041 78,3

Совместно с германием в рудоносных пластах месторождения установлены повышенные содержания вольфрама, бериллия, сурьмы, галлия и бора. Коэффициент концентрации составляет: для германия - 417, вольфрама - 4,1, бериллия - 2,2 и сурьмы-7 [29, 40].

Месторождение разведано с общими запасами германия 0,8 тыс. т.

Угленосность Бикинской впадины. Нижняя угловская свита содержит в трёх угольных группах до 14-и пластов. Их средние мощности изменяются от 1,6 до 36,1 м В восточном направлении основные пласты угля расщепляются с увеличением количества прослоев пород и мощностей междупластий.

Угленосность верхней бикинской свиты характеризуется наличием в 15-и группах до 30-и угольных пластов. Основные пласты широко распространены по площади с колебаниями мощностей от 2,0 до 24,25 м, нередко образуя залежи.

Качественная характеристика углей месторождения приведена в табл. 2.

Бикинское буроугольное месторождение имеет значительные запасы низкокачественных бурых углей, которые по категориям А+Б+С1 составляют около 730 млн. т.

Металлоноспость углей Бикинской впадины. Германий приурочен к маломощным высокозольным пластам угля и углистых аргиллитов угловской свиты сложного строения (до 10 прослоев пород) с колебаниями мощностей для углей от 0,3 до 2,5 м и для углистых аргиллитов от 0,25 до 3,2 м. Они перекрыты монотонными глинистыми отложениями лучегорской свиты. Мощность рудоносных отложений - около 200 м. В пределах рудного поля установлено шесть взаимно пересекающихся нарушений с вертикальными амплитудами до 25 м. Кроме германия, в углях и углистых аргиллитах отмечены повышенные содержания вольфрама, бе-

риллия, сурьмы, цинка, галлия и серебра, а также многочисленные аномалии бора на площади рудопроявления.

Определяющий рудоконтролируюгций критерий - приуроченность герма-ниеносных тел к центральному, приподнятому по системе сбросов и сдвигов тектоническому блоку. Области максимальной концентрации германия контролируются зонами разрывных нарушений. Наибольшей интенсивностью оруденения характеризуются пласты углистых аргиллитов. Средние содержания германия в рудоносных пластах колеблятся в пределах 0,011-0,059%. [29, 40]. На рудопроявлении проведены поисковые работы с предварительной оценкой объекта, как возможного крупного германий-угольного месторождения с ресурсами германия в 2,8 тыс. т.

Барабашско-Пограничная зона. Угленосность Краскинской впадины установлена в отложениях хасанской свиты. Вскрыто семь угольных пластов сложного строения. Наиболее выдержан по падению и простиранию пласт Первый (самый верхний) средней мощностью от 1,5 до 3,0 м при максимальной 6,2 м.

Качественная характеристика углей приведена в табл. 2. Их балансовые запасы по категориям А+В+С] составляют 7,5 млн. т.

Металлоносность выражена повышенным содержанием германия и галлия в углях и углистых породах. Целенаправленного исследования по данной проблеме на месторождении не проводилось.

Выводы. Установлены следующие основные минерагенические критерии поиска энергетических углей в приразломных впадинах:

1. Общие, а) Для впадин с четырёхчленной угленосной формацией мощная угольная залежь нижнего угленосного горизонта концентрируется вдоль стабильных бортов структур с постепенным расщеплением к приразломным бортам. Верхний угленосный горизонт локализуется в наиболее погруженных частях впадин с миграцией вдоль их длинной оси; б) Для впадин с трёх- и двухчленным строением характер торфоугленакопления аналогичен нижнему угленосному горизонту

2. Локальные, а) Качественные и выдержанные угольные пласты формируются вблизи глинистого горизонта угленосных формаций.

б) По латерали качественные параметры пластов энергетических углей

ухудшаются от стабильного к мобильному бортам длГрцжнего и верхнепо^фе-

1 , .'*КА

носных горизонтов.

в) Степень метаморфизма углей отвечает подгруппе ЗБВ и переходным к каменным группы ДВ для нижнего угленосного горизонта и подгруппе 2БВ для верхнего.

Для поиска металлоносных углей и углистых пород устанавлены следующие минерагенические критерии:

1. Общие, а) Наличие терригенных тектонических, эрозионно-тектонических н вулканотерригенных тектонических впадин палеогенового заложения.

б) Присутствие в фундаменте мощных кор выветривания ранне-среднемезозойского возраста.

2. Локальные, а) Наличие пластов высокозольных углей подгрупп 2БВ и ЗБВ и углистых пород с высокой степенью разложения растительной органики эоцен-олигоценового либо позднеолигоцен-среднемиоценового возраста, перекрытых глинистым экраном.

б) Фиксирование узлов пересечения зон разломов, проходящих в угленосный чехол из фундамента и имеющих сдвиговую и сбросовую составляющие.

в) Присутствие таких сопутствующих элементов, как Sb, As, В, U, Ga при общем мультпликативном показателе (произведение коэффициентов концентрации (n) Ge, W и Be) в пределах n х 10 для слабоаномальных, n х 102 - среднеаномаль-ных и п х 103 - высокоаномальных участков (И.Г. Шарова и др., 1991 г.).

3.5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Проведено сравнение с приразломными впадинами Тихоокеанского подвижного пояса и других регионов с возрастным диапазоном их заложения в пределах фанерозоя.

Из кайнозойских впадин рассмотрены: Средне-Амурская (Варнавский, 1971; Крапивенцева, 2005) с Ушумунским буроугольным месторождением (Ш.Г. Ульмясбаев, 1996 г.; Угольная база.., 1997); впадины Северо-Восточной Кореи, объединённые в две группы - Кильчжу-Ченгдинскую и Притуманганскую (Устинов-ский и др., 1966; Кропоткин и др., 1966); Фушуньская впадина (Китай) (Матвеев, 1966; Huang Zhenyu и др , 1983); Анадырская впадина (Угольная база., 1999); Но-виковская впадина (Угольная база.., 1999); впадины Прибайкалья (Флоренсов,

1960; Ламакин, 1968) с наиболее хорошо изученой Тункинской на примере Ахалик-ского месторождения (Мазилов и др., 1972); Майкюбенская впадина (Казахстан) (Бувалкин и др., 1977); Нижнерейнский грабен (Германия) (Матвеев, 1966; Же-лезнова и др., 1983); месторождение Латроб-Вэлли (Австралия) (David, 1950; Матвеев, 1966; Travers and King, 1976; Gaulton a.o., 1992); месторождение Хат-Крик (Канада) (Железнова и др , 1983; Матвеев, 1985) и др.

Из мезозойских впадин рассмотрены: Аркагалинская (Пензин, 1977; Пен-зин, 1982; Угольная база ., 1999); впадины Забайкалья на примере Гусиноозёрско-го, Никольского, Тарбагатайского, Букачачинского, Татауровского, Харонорского и других угольных месторождений (Иванов, 1948; Флоренсов, 1960; Соловьев, 1963; Писцов, 1963; Внуков, 1967; Портнов, 1973, 1996; Ермиков, 1977; Г.П. Говорухин, 1955 г.; В.Е. Анфёров и др , 1961 г.; П.В. Дугаров, 1966 г.; В.Ф. Королев и др., 1966 г.; В.Ф. Севостьянов, 1967 г.; В.Г. Греков и др., 1978 г.); впадины Южной Якутии с Нерюнгринским и Эльгинским месторождениями коксующихся углей (Желинский, 1980; Угольная база.., 1999 и др.); впадины Восточного склона Урала и Тургайского прогиба на примере Челябинского грабена и месторождения Кушмурун (Крашенинников, 1957; Михайлов и др., 1959; Каретин, 1965; Тужикова, 1973; Плюснин, 1977; Захарьевич, 1979; Расулов, 1982; Кривихин, 1991; Русский, 1991, 1993; Русский, Алексеев, 1998 и др.)

Рассмотрены палеозойские приразломные впадины Западной Европы. Во Франции - бассейн Деказвшь (Le bassion de Decazville, 1981) и Наурский бассейн (Матвеев, 1996); в Германии - мелкие угленосные впадины Баварии и Шварцвальда (Матвеев, 1966); в Чехии - Росицкий бассейн, приуроченный к «Босковицкой борозде» (Матвеев, 1966).

Выводы. Сравнительный анализ пргшорских приразломных угленосных впадин палеогенового заложения с подобными одновозрастными структурами других регионов выявляет целый ряд общих признаков, а именно: прямую связь угленосных структур с линейными зонами растяжения земной коры; присутствие четырёхчленных угленосных формаций во впадинах раннего заложения (поздний палеоцен) присдвиговых зон и трех-, двухчленных - во впадинах раннего заложения зон растяжения и во впадинах позднего заложения (поздний олигоцен) присдвиговых зон; преобладающий лимническо-потамический тип торфоугленакопления,

иногда с элементами паралического; асимметричность наиболее угленасыщенных грабенов; широкое развитие в отложениях чехла продольных сбросов и сбросо-сдвигов и ограниченное - взбросов, мелкой складчатости и поперечных сбросов; возрастание интенсивности и разнообразия тектонических проявлений в угленосном чехле от стабильных районов к мобильным; расщепление угольных пластов к приразломным бортам; увеличение степени метаморфизма углей от бурых подгруппы 1БВ до переходных к каменным группы ДВ от жестких кристаллических массивов к складчатым поясам; наличие в углистых породах и углях чехла редко-металльных проявлений и месторождений.

Некоторое различие характеризуется более значительной максимальной мощностью отложений чехла отдельных структур (до 3-х км); повсеместным развитием в основании (иногда и в средних частях разрезов угленосных формаций) палеоценовых и эоценовых вулканитов преимущественно основного состава; формированием в некоторых впадинах сверхмощных угольных залежей в стабильных бортах; развитием совместно со сбросами продольных взбросов во впадинах кайнозоид.

Для мезозойских приразломных угленосных структур дополнительно к установленным для палеогеновых отмечены более значительные колебания мощностей образований чехла - от нескольких сот метров до 3-4 км; проявление завершающей стадии тектогенеза, характеризующейся сжатием структур с бортов с трансформацией сбросов во взбросы и формированием тектонических покровов; более широкая гамма марочного состава углей - от бурых подгруппы ЗБВ до каменных марок К и Т.

Палеозойские угленосные впадины отличаются от рассмотренных мезозойских и кайнозойских небольшими размерами, отсутствием вулканизма в начальной стадии заложения структур, широким набором тектонических деформаций в чехле и высокой степенью метаморфизма углей (вплоть до антрацитов).

Предполагается направленная интенсификация деструктивных процессов в земной коре от палеозоя к кайнозою, формирующая рифтогенные структуры с промышленной угленосностью и металлоносностью.

4. ГЕОДИНАМИКА УГЛЕГЕНЕЗА* РИФТОГЕННЫХ СТРУКТУР

В разработанной в XX веке теории развития литосферы выделялись преимущественно два основных тектонических режима, способствующих формированию угленосных формаций, которые были положены в основу типизации процессов углегенеза: платформенный и геосинклинальный (Пригоровский, 1931, 1939; Жемчужников, 1948, 1955; Крашенинников, 1957; Иванов, 1959, 1975, 1976; Погребицкий, 1964; Погребнов, 1972; Миронов, 1973; Матвеев, 1973 и др.).

Рифтогенный режим знаменует собой начало распада относительно стабилизированных участков земной коры с формированием угленосных отложений в депрессиях зон разломов раздвигового типа. При определенных климатических и тектонических условиях они являлись местами концентрации в больших объемах растительной органики [28, 41]. Этот режим выражается в виде рифтогенных структур, а их наиболее активные составляющие представлены крупными рифто-выми системами (Байкальская, Африкано-Аравийская и др.) (Милановский, 1983)

На примере кайнозойских угленосных впадин Приморья автором выделен рифтогенный тип угленосной формации [21, 26, 32, 42 и др.]

В рифтогенных структурах им установлена зависимость между тектонической активностью фундамента и нарушенностью угленосного чехла. Депрессии развиваются чаще всего как односторонние грабены с активными приразломными бортами. Закономерно увеличивается нарушенность угленосных отложений разрывами при приближении к активному борту и к подстилающему фундаменту [9]. Шарнироподобное погружение области седиментации в сторону мобильного борта обеспечивает устойчивое торфоугленакопление вдоль противоположного стабильного борта. Происходит длительное компенсированное погружение области торфо-угленакопления с расщеплением формирующихся пластов до полного выклинивания в сторону активного борта впадины, а также в особых случаях - образование мощных и даже сверхмощных (до первых сотен м) угольных залежей (Челябинский грабен, Фушуньская впадина, месторождение Латроб-Вэлли и др.).

С целью выявления геодинамических условий формирования рифтогенных

' термин предложен В.С БыкадороВым (1998)

структур предварительно проведен анализ известных и хорошо изученных разломов мира- Сан-Андреас в США, Альпийского в Новой Зеландии, Фергано-Таласского в Средней Азии, Центрального Сихотэ-Алинского в Приморье, Тымь-Поронайского на Сахалине и др. (Пейве, 1961; Иванов, 1961, 1972; Рождественский, 1976, 1982; Павлинов, 1977; Уткин, 1976, 1988, 1989 и др.).

Рассмотрена геодинамика современных катастрофических землетрясений на примере Гоби-Алтайского (1957 г.), Спитакского (1988 г.), Нефтегорского (1995 г.) и др. (Гоби-Алтайское землетрясение, 1963; Лукьянов, 1964; Никонов, 1990; Ро-гожкин, 1996; Олейников и др., 2001 и др). Сделан вывод о значительной роли сдвигов в формировании кайнозойских структур.

Большое количество разрывных деформаций установлено при изучении бу-роугольных месторождений Приморья в приразломных впадинах палеогенового заложения. Прямыми наблюдениями определён сдвиговый тип основных разрывов, контролирующих угленосные впадины. Установлено, что преобладающие минимальные горизонтальные амплитуды перемещения вдоль сдвигов равны 1,5-2,0 км, а максимальные соизмеримы с размерами впадин вдоль их длинной оси и достигают 40-60 км с начала эоцена и 15-25 км с начала миоцена [11, 12, 25, 31].

Самая многочисленная группа тектонических впадин Приморья приурочена к разломам северо-восточного - субмеридионального простирания, соскладчатых с общим простиранием структур Сихотэ-Алиня. Анализ нарушенное™ между основными приразломными впадинами, приуроченными к Западно-Сихотэ-Алинскому, Арсеньевскому и Уссурийскому разломам (см. рис. 1) показывает, что горные сооружения здесь подвергнуты сжимающим деформациям с развитием взбросов и надвигов.

Сочетание последовательно сменяющихся узлов сжатия и растяжения вдоль разломов с учетом результатов изучения борозд скольжения и типов тектонических проявлений внутри них, наблюдаемая в плане кривизна выходов разломов на поверхность дают основание предполагать, что образование угленосных впадин происходило в результате длительных сдвиговых перемещений вдоль разломов и ку-лисообразно примыкающих к ним оперяющих разрывов, начиная с палеоцена [28, 31,41].

В постплиоцене отмечается новейшая вспышка сдвиговых дислокаций, за-

фиксированная в Галёнковской и Шкотовской впадинах [11, 27] При этом основное направление вектора сдвиговых перемещений изменяется до 50-70 против 2040° для палеогена. Это привело к переориентировке разрывных деформаций в уже сформировавшихся впадинах и подновлению разрывных зон близширотного направления в угленосных структурах Ханкайской зоны.

Вулканотерригенные тектонические впадины ВСАВП с Сихотэ-Алинской зоной и Погранично-Барабашской зоны, имеющие северо-западное - субширотное простирание, формируются как раздвиги с развитием ступенчатых сбросов. Ориентировка этих впадин перпендикулярна главному направлению вектора сдвиговых перемещений В узлах растяжения происходит проникновение трещин отрыва в верхнюю мантию с последующим синхронным с осадконакоплением проявлением вулканизма, начиная с базальтового.

Особенности формирования и углегенез приразломных впадин Приморья показаны в нижеобозначенной схеме (рис. 5) с выделением нескольких этапов [28,41].

Рис. 5. Схема последовательности деформаций вдоль сдвига Составил А.К. Седых

Основные этапы деформаций: I- вскрытие структуры, III- максимальное раскрытие, V- инверсия, закрытие структуры

1,2 - стабильный (1) и мобильный (2) блоки и направления основных деформаций; зоньг 3 - раздвигов, сбросов, 4 - надвигов, взбросов; 5 - прираздвиговые зоны, вовлеченные в погружение (зоны торфоугленакопления в депрессиях)

Первый этап - вскрытие, с образованием грубозернистых пород основания.

Второй этап - раннее компенсированное погружение. Формирование нижнего угленосного горизонта. Расщепление угольных пластов по направлению к мобильному приразломному борту. Вдоль противоположного стабильного борта -формирование угольных залежей, мощность которых иногда значительна — от первых десятков до первых сотен м.

Третий этап - некомпенсированное погружение или максимальное раскрытие Фиксируется выполняющими впадины озёрными (иногда лагунными) образованиями и представлен монотонным глинистым, либо песчано-глинистым горизонтом.

Четвёртый этап - начало инверсии или позднее компенсированное погружение Переход через максимум раскрытия с изменением направления вектора сдвиговых перемещений [11, 27] обусловили смену знака деформаций - растяжение на сжатие. Начинается обмеление бассейна и формирование верхнего угленосного горизонта. По периферии бассейна за счёт сокращения площади осадконакоп-ления фиксируются местные размывы.

Рассмотренная последовательность поэтапного формирования приразлом-ных впадин Приморья с двумя угленосными горизонтами, между которыми всегда присутствует глинистый, присуща присдвиговым структурам раннего палеогенового заложения (четырёхчленная угленосная формация).

Для впадин позднеолигоценового заложения присдвиговых зон и северозападных - субширотных депрессий Ханкайской зоны этот процесс захватывает только первые этапы с формированием одного угленосного горизонта (трёх- и двухчленные формации).

Формирование угленосных впадин в пределах ВСАВП (включая южные районы Погранично-Барабашской зоны) и всей зоны мезозоид Сихотэ-Алиня, в отличие от выше приведённой схемы, характеризовалось более широкими проявлениями вулканизма и слабыми - угленосности.

Генезис рассмотренных в работе кайнозойских угленосных структур других регионов во многом подобен приморским. Зарождение центров торфоугленакопле-ния, по-видимому, также происходило в зонах раздвижения земной коры, возникающих в результате растяжения или рассмотренного выше механизма поперемен-

ной смены узлов сжатия и растяжения вдоль крупных сдвиговых зон криволинейной формы.

Пятый этап - инверсия или закрытие структуры (см. рис. 5). Отражает геодинамические процессы по уже определившемуся комплексу отложений угленосной формации, выполняющей депрессию. В результате сжатия сбросы и сбросо-сдвиги трансформируются во взбросы, надвиги и тектонические покровы, сопровождаемые пликативными дислокациями в виде брахиформных или изоклинальных складок (Кулаков, 1982; Расулов, 1982) [34, 41].

Приморские впадины активными процессами инверсии не затронуты. Эти процессы установлены во впадинах мезозойского заложения и отличаются от кайнозойских интенсивной тектонической переработкой отложений чехла и высокой степенью метаморфизма углей (от бурых подгруппы ЗДВ до каменных марок К и Т) и пород. Их типичными представителями на Востоке России являются впадины Южной Якутии и Забайкалья, а за его пределами - Челябинский грабен и впадины Тургайского прогиба.

Палеозойские приразломные впадины («угольные борозды» Западной Европы) характеризуются небольшими размерами, отсутствием вулканитов в основании отложений чехла и высокой степенью метаморфизма углей В них установлены разрывные и складчатые деформации различных типов.

Результаты изучения геодинамики углегенеза приразломных впадин позволяют утверждать, что в истории их развития выделяются две стадии: созидательная, связанная с формированием угленосной формации и разрушительная, отражающая процесс инверсии (закрытия структур). Предполагается, что этим объясняется отличие между активно выраженным кайнозойским этапом углегенеза (еще не завершенным), в меньшей степени проявленным мезозойским (с частично разрушенными процессами инверсии и эрозии структурами) и ограниченным палеозойским (с разрушенными процессами инверсии и эрозии структурами)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование окраины Азиатского континента на территории Приморья с целью оценки минерагенической специализации на энергетические и металлоносные угли, определения их структурного положения, состава и формационной принадлежности, анализа взаимосвязи геодинамических обстановок и последовательности структурных преобразований в них, а в целом - установления общих закономерностей углегенеза в кайнозое, позволили сделать следующие основные выводы:

1. Масштабные сосдвиговые деструкции земной коры в Азиатско-Тихоокеанской зоне перехода (Уткин, 1976, 1983, 1989 и др.) привели к формированию Япономорской котловины и её обрамления и, как следствие, сыграли важнейшую роль в развитии зон разрывных дислокаций с заложением вдоль них риф-топодобных приразломных впадин Приморья в начале палеогена. Корреляция геологических событий в палеогене-неогене позволила установить миграцию крупных эпох осадконакопления в направлении с востока на запад от побережья Японского моря к Ханкайской зоне: нижней угленосной угловской (эоцен - ранний олигоцен), песчано-глинистой надеждинской - лучегорской (олигоцен) и верхней угленосной павловской - бикинской (поздний олигоцен-средний миоцен).

2. Выполняющая впадины угленосная формация образована при лимническо-потамических условиях торфоугленакопления с осадочным, либо вулканогенно-осадочным разрезом. На основании фациально-литологических исследований установлено, что угленосная формация проявляется в полном (четырёх- и трёхчленная) и сокращенном (трёх- и двухчленная) объемах.

Полная представлена цельным макроритмом и получила распространение: четырёхчленная - во впадинах северо-восточного - субмеридионального простирания Арсеньевской зоны; трёхчленная - во впадинах северо-западного - субширотного простирания ВСАВП, Сихотэ-Алинской и Барабашско-Пограничной зон. Формация характеризуется позднепалеоцен - эоценовым возрастом базальных слоев. В последних трёх зонах угленосная формация содержит в своём составе вулканогенные фации.

Сокращенная трёх и двухчленная угленосная формация получила распро-

42

странение в Ханкайской зоне и в отдельных впадинах позднего заложения Арсень-евской зоны. Возраст пород основания сокращённой формации позднеолигоцено-вый.

3. Механизм образования приразломных угленосных впадин Приморья связан со сдвиговыми дислокациями. Установлено определяющее влияние сдвигов вдоль зон разломов северо-восточного - субмеридионального простирания и раз-двигов - вдоль перпендикулярных им зон разломов. Определена этапность развития угленосных структур, отражённая в фациально-литологическом составе чехла: вскрытие (комплекс грубозернистых образований); раннее компенсированное погружение (нижний угленосный горизонт); некомпенсированное погружение или максимальное раскрытие (песчано-глинистый горизонт) и начало инверсии или позднее компенсированное погружение (верхний угленосный горизонт). Во впадинах, ориентированных перпендикулярно основным направлениям сдвигов, выделяется три первых этапа с формированием одного нижнего угленосного горизонта. Подобная этапность установлена и для впадин северо-восточного простирания позднего заложения.

4. Переход через максимум раскрытия с изменением направления вектора сдвиговых дислокаций обусловили смену деформаций растяжения на деформации сжатия перпендикулярно общему простиранию впадин. Этот процесс в кайнозойских впадинах Приморья находится в начальной стадии. Однако в целом этап инверсии установлен для более древних мезозойских приразломных впадин (Забайкальский, Южно-Якутский и Восточно-Уральский типы), не рассматриваемых в представленном исследовании.

5. Промышленная угленосность в приразломных впадинах Приморья формируется при благоприятном сочетании тектонических и климатических факторов. Для нижнего угленосного горизонта - это тектонический режим компенсированного погружения одного из шарнирообразно опускающихся стабильных бортов впадины с длительно мигрирующей вдоль него зоной торфоугленакопления при теплом влажном климате, способствующем продуцированию в большом объеме растительной органики (периоды общепланетарных климатических оптимумов, а также локальных, связанных с циркуляцией теплового потока из недр вдоль крупных

зон разломов раздвигового типа, с выносом некоторых вещественных компонентов, стимулирующих рост растений). Для верхнего угленосного горизонта тектонический режим определяется началом инверсии с сокращением области осадконако-пления и формированием в наиболее погружённых частях впадин зон торфоугле-накопления в результате прогрессивного заболачивания озера (бассейна). Наименее выдержанные пласты со средне- и высокозольными углями установлены в угленосной формации с потамическим типом торфоугленакопления, а выдержанные пласты с более качественными углями - в лимническом типе.

6. Редкометалльное оруденение в приразломных угленосных впадинах Приморья локализовано под воздействием следующих факторов:

- наличии ранне- среднемезозойских кор выветривания с повышенными концентрациями редкометалльных элементов, слагающих фундамент впадин и сохранившихся, как правило, на палеозойских и нижнемезозойских образованиях вдоль их контакта с перекрывающими меловыми толщами;

- высокой проницаемости пород фундамента и чехла, вызванной их повышенной нарушенностью, сопутствующей длительному и активному выносу флюидов из недр и свободной циркуляции гидротермальных растворов;

- наличии геохимических барьеров и перекрывающих экранов, представленных озёрными, преимущественно глинистыми отложениями, сформированными в периоды максимального раскрытия структур и способными ограничить миграцию рудоносных растворов вдоль тектонически ослабленных зон в верхние горизонты угленосной формации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

Монографии

1. Палеоген и неоген Приамурья и Приморья. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. 184 с. (соавторы: В.Г. Варнавский, В.И. Рыбалко)

2. Угольная база России. Том V, книга 1. - М.: Геоинформмарк, 1997. 371 с. (соавторы: В.И. Подолян, В.И. Малыгин и др.).

3. Угольная база России. Том V, книга 2. - М.: Геоинформмарк, 1999. 638 с (соавторы: В.И. Подолян, Ю.П. Пензин и др.).

4. Перспективы освоения угольных месторождений Дальнего Востока. Том I. Горно-экологические условия. - Владивосток: ДВГУ, 2004. 348 с. (соавторы-Т.Н. Елисафенко, Л.Г. Буянова, В.И. Подолян и др.).

Статьи

5. Глубинные разломы и Угловская угленосная структура. // Тр. ВЗПИ. Вып. 71. Серия: Геология угля. - М.: ВЗПИ, 1971. С. 66-72 (соавтор Г.Г. Павшок).

6. Фациальные обстановки и их миграция в пространстве. // Тр. ВЗПИ. Вып. 85. Серия: Геология угля. - М.. ВЗПИ, 1973. С. 82-94 (соавтор Г.Г. Павшок).

7. Основные закономерности развития приразломных структур. // Геология докембрия и тектоника Дальнего Востока. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1975. С. 164-167.

8. Разрывные нарушения чехла и строение фундамента. // Геология докембрия и тектоника Дальнего Востока. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1975. С 168175 (соавтор А.И. Целигоров)

9. Геологическое строение Угловской угленосной впадины и история её развития в палеогене // Автореф. дис на соискание уч. степени к. г-м. н. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. 28 с.

10. К стратиграфии угленосных отложений кайнозоя Приморья. // Стратиграфия кайнозойских отложений Дальнего Востока. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977. С. 59-65 (соавторы: В.И. Подолян, Р С. Климова).

11 Неотектонические явления на буроугольных месторождениях Приморья // Морфоструктура и палеогеография Дальнего Востока. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1979. С. 80-84 (соавторы И.С. Анисимов, А.Д. Денисенко, В.Г. Чугуевский).

12. Геодиннамика формирования структур угольных месторождений. // ДАН СССР, 1984. Т. 278. № 5. С. 1199-1204 (соавтор В.П. Уткин).

13. Комплексная методика документации керна при разведке угольных месторождений // Передовые методы по методике, технике и организации ГРР на угольных м-ниях Дальнего Востока - Владивосток: НТГО, 1984. С. 75-85.

14. Новые данные по стратиграфии угленосных отложений Нижне-Бикинской впадины // Палинология Востока СССР. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. С. 41-52 (соавтор М.Д. Болотникова).

15 Нижне-Бикинская угленосная впадина (геол. строение и перспективы промышленного освоения) - М ■ ВИНИТИ, 1987. Деп. № 7632-В-87

] 6 Новые данные по геологическому строению Шкотовского буроугольного месторождения - М ■ ВИНИТИ, 1987. Деп. № 7632-В 87 (соавтор Н.Я. Гопа).

17. Структурное районирование кайнозойских угленосных впадин и мульд Приморья // Эволюция углеобразования на северо-востоке Азии. - Магадан' ДВО АН СССР, 1987. С. 86-97 (соавтор В Г. Варнавский).

18 Геохимические признаки прибрежно-морского палеогена Южного Приморья. // Тихоокеанская геология, 1988. № 3. С. 41-47.

19 Геологическое строение Бонивуровского буроугольного месторождения (Приморье) // Геол и географ, особенности некоторых регионов Дальнего Востока и зоны перехода к Тихому океану. - Владивосток: ДВГУ, 1989. С. 85-92.

20. Новые данные по геологическому строению и стратиграфии Краскинской впадины (Юго-Западное Приморье). // Кайнозой Дальнего Востока. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 78-89.

21. Основные принципы построения генетической классификации угольных бассейнов и месторождений Востока СССР. // Проблемы угольной геологии Востока СССР - Владивосток: ДВО АН СССР, 1990. С. 94-106.

22 Основные пути совершенствования стратиграфических исследований палеогена и неогена Дальнего Востока. - М.: ВИНИТИ, 1990. Деп. № 1590-В 90.

23. Проблемы стратиграфической корреляции по палеомагнитным данным. -М,- ВИНИТИ, 1990. Деп. № 1590-В 90 (соавтор В.Н. Сокарев).

24. Особенности геологического строения и угленосность вулкано-тектонических впадин (на примере Хасанского месторождения в Приморье). - М.: ВИНИТИ, 1990. Деп. № 1590-В 90.

25 Закономерности развития приразломных угленосных впадин Приморья. -М ВИНИТИ, 1990. Деп. № 1590-В 90.

26. Классификация угольных бассейнов и месторождений Дальнего Востока. //Тихоокеанская геология, 1990 №3 С. 43-53.

27. Вероятность землетрясений на территории Приморья (по данным сдвиговых деформаций на буроугольных месторождениях). // Вестник ДВО РАН, 1992 № 1-2. С. 123-130.

28. Основные этапы формирования угленосных формаций в депрессионных просадках зон разломов. // Отечественная геология, 1993. № 11. С. 10-13.

29. Германий-угольные месторождения Приморья. // Отечественная геология, 1994. - № 7. С. 63-66 (соавторы: В.В. Левицкий, Ш.Г. Ульмасбаев).

30. О комплексном подходе при эксплуатации угольных месторождений Приморья. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: У111 А, 1994. Вып. 4. С. 146-151.

31. Сдвиги и их роль при формировании угольных месторождений Приморья. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: У111 А, 1995. Вып. 5. С. 143-153.

32 Угленосная формация промежуточного типа и её место в общей геодинамической модели литосферы. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: УГГГА, 1996. Вып. 6. С. 53-58.

33. К проблеме стратиграфии образований чехла Краскинской впадины. // Тихоокеанская геология, 1997. Т. 16. № 1. С. 99-102 (соавтор В.А. Бажанов).

34. Трансформация приразломных угленосных впадин во времени. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: УГГГА, 1997. Вып. 7. С. 152-161.

35. Ритмо(цикло)стратиграфический анализ палеоген-неогеновых угленосных отложений Приморья. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург' УГГГА, 1998. Вып. 8. С. 197-203 (соавтор Л П. Черемисина).

36. Основные критерии поиска германий - угольных месторождений в приразломных впадинах зон активизации. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: УГГГА, 1999. Вып. 9. С. 302-311.

37. Комплексный подход при освоении угольных месторождений - гарантия их высокой экономической эффективности. // М-алы Всероссийского съезда геологов. - С-Пб: ВСЕГЕИ, 2000. Кн. 3 (лазерный диск). С. 50-51.

38. К вопросу о политипности процессов торфоугленакопления. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: УГГГА, 2001. Вып. U.C. 63-72.

39. Металлоносные угли Приморья. // Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР (М-алы 1-й Международной научно-практ. конф.). - Владивосток: ДВГТУ, 2002. С. 82-85.

40. Гидротермально-осадочные месторождения германия зон активизации и их поисковые критерии. // Отечественная геология, 2002. № 3. С. 29-34.

41. Некоторые особенности углегенеза приразломных впадин областей активизации. // Геология угольных месторождений. - Екатеринбург: УТТГА, 2003. Вып 13. С. 28-34.

42. Некоторые основополагающие аспекты углегенеза рифтогенных струк-гур. // Отечественная геология, 2005. №2. С. 9-13

Научно-исследовательские отчеты

43. Угленосность кайнозоя Приморья. - Артём: ДВУР, 1983 (кн.1 - 247 е., кн 2 - 247 е., кн. 3 - 235 е.). ВГФ, фонды КПР и треста ДВУР (соавторы: Г.П. Ку-каргнко, В.Я. Акис, Н.Я. Гопа, М.В. Решетникова).

СЕДЫХ АНАТОЛИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ КАЙНОЗОЙСКИХ УГЛЕНОСНЫХ ВПАДИН ПРИМОРЬЯ

Автореферат

Подписано в печать 12.10.05. Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,14 Тираж 100 экз. Заказ 156

Издательство ДВГТУ. 690950, Владивосток, Пушкинская, 10 Типография издательства ДВГТУ 690950, Владивосток, Пушкинская, 10

9/ГЛО

РНБ Русский фонд

2007-4 2115

еГ>

¡s -О

^ 4 * S; £ ю

г

ßl ЯКЕ Ш

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Седых, Анатолий Константинович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПАЛЕОГЕНОВЫХ УГЛЕНОСНЫХ ВПАДИН ПРИМОРЬЯ

2. СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПРИРАЗЛОМНЫХ ВПАДИН.

3. АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА.

3.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.2. СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

3.3. ФАЦИАЛЬНО-ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

3.4. ГЕОЛОГО-СТРУКХУРНЫЙ АНАЛИЗ. з 5. минерАгемическии анализ.го

3.6. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ.'.'.'.'.

4. ГЕОДИНАМИКА УГЛЕГЕНЕЗА РИФТОГЕННЫХ СТРУКТУР.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Формирование кайнозойских угленосных впадин Приморья"

Актуальность работы. На восточной окраине России сосредоточены значительные ресурсы разнообразных полезных ископаемых, среди которых особое место занимает уголь, обеспечивающий на 56,5 % энергетические потребности Дальневосточного региона с устойчивым сохранением сложившегося положения в ближайшей перспективе (Стратегия., 2001). Регион располагает одной четвертой частью запасов угля России, которые установлены почти в 120 месторождениях, объединенных в 17 угольных бассейнов и несколько угленосных районов. Время формирования угленосных отложений охватывает возрастной диапазон от позднего триаса до неогена включительно. Они содержат угольные пласты всех технологических групп, марок и направлений промышленного использования (Угольная база., 1997, 1999; Перспективы освоения., 2004).

Территория Дальнего Востока подверглась интенсивным рифтогенным процессам. Устойчивое формирование мобилистских представлений о развитии литосферы северо-западного сектора Тихоокеанского подвижного пояса началось после публикаций Б.А. Иванова по Центральному Сихотэ-Алинскому разлому (1961, 1972), в которых доказывалось широкое развитие сдвигов, порождающих синхронное развитие надвигов и раздвигов. Впоследствии структурно-динамическая сущность сдвиговых дислокаций Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода на I позднемезозойском - кайнозойском этапе была обстоятельно рассмотрена в работах В.П. Уткина (1976, 1983, 1984, 1988, 19896 и др.) с конкретными практическими рекомендациями (Уткин, Щеглов, Раткин, 1983; Уткин, Седых, 1984; Уткин, 1985; Уткин, 1989 и др.). Разнообразие структурно-вещественных комплексов связывается им, главным образом, с рифтогенезом континентальной коры и её дислокацией, обусловленной латеральными перемещениями континентальных блоков вдоль Восточно-Азиатской системы сдвигов (Уткин, 1996).

Одновременно с изучением сдвиговых дислокаций была установлена тектоническая расслоенность структур Сихотэ-Алиня, широкое развитие хаотических комплексов с аномальной стратиграфической последовательностью слагающих их пород, включающих олистостромовые образования. Это позволило в соответствии с парадигмой новой глобальной тектоники изменить представление о Сихотэ

Алине и выдвинуть концепцию террейнов (Ханчук, 1993). Согласно этой концепции складчатые области Приморья рассматриваются как аккреционные системы, сложенные разнообразными тектоно-стратиграфическими террейнами, последовательно причленявшимися к окраине континента. Новообразованные эпиконтинен-тальные окраины последовательно подверглись процессам активизации, что вызвало формирование вулкано-тектонических поясов, включая и Восточно-Сихотэ-Алинский (ВСАВП) (Михайлов, 1989).

Согласно рассматриваемой концепции кайнозойские угленосные впадины отнесены к терригенным перекрывающим и вулканогенным сшивающим комплексам (Ханчук, Раткин, Рязанцева и др., 1995).

Глубинные разломы, после теоретических разработок А.В. Пейве (1956а, 19566), прочно вошли во все фундаментальные науки о Земле, как её неотъемлемая составляющая. Их прикладное значение первоначально было показано при изучении рудных районов, а впоследствии - и при исследовании локализации горючих полезных ископаемых, включая угольные бассейны и месторождения (Погребнов, 1972, 1976). При этом наиболее пристального внимания заслуживают сдвигово-раздвиговые и раздвиговые зоны, контролировавшие образование крупных впадин, в которых нередко в обилии аккумулировалось органическое вещество с последующим формированием угольных залежей.

В Приморье установлено около сорока структур, вмещающих проявления и месторождения бурых углей палеоген-неогенового возраста, в которых сосредоточено 85 % их запасов (Угольная база., 1997). Они же в целом ряде случаев несут промышленную редкометалльную минерализацию и, прежде всего, германий (Левицкий, Седых, Ульмясбаев, 1994; Седых, 2002а, 20026 и др.).

В связи с изложенным проблема «разломы - уголь» приобретает особую актуальность.

Главная цель работы - выявить геодинамические условия и основные закономерности формирования впадин Приморья с выделением в их составе угленосной формации, а также разработать принципы прогнозирования промышленной угленосности и германиеносности в этих структурах.

Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующее задачи: провести возрастную корреляцию угленосных разрезов и выявить эпохи палеоген-неогенового торфоугленакопления во впадинах; разделить впадины по вещественно-генетическим типам с их «привязкой» к конкретным зонам торфоугленакопления; расшифровать характер деформаций угленосного чехла в зависимости от тектонической активности фундамента; выявить основные структурно-генетические признаки формирования металлоносных углей и углистых пород.

Фактический материал и методы исследований. Поставленные задачи решались путем использования стратиграфических, фациально-литологических, геолого-структурных и минерагенических методов. Автором проанализирован большой объем фактического материала, собранного непосредственно им за сорок лет.

Опорными объектами являлись Галёнковская, Угловская, Шкотовская, Би-кинская и Краскинская впадины (рис. 1). Обобщены результаты геологических исследований других приразломных впадин Приморья.

Проводились наблюдения в 15-и шахтах и на 6-и угольных разрезах; изучено более 100 тыс. пог. м керна буровых скважин; отобрано и исследовано несколько тысяч образцов, проб; изготовлено и изучено около 500 шлифов и аншлифов; собраны и исследованы остатки фауны и флоры из 20 захоронений. Проведено сравнение изученных объектов со структурами подобного типа России, стран Ближнего и Дальнего зарубежья. Для этого автором проработано в геологических фондах Дальневосточных и Забайкальских геолкомов более 200 геологических отчётов, дополнительно проведено около 300 км геологических маршрутов.

Основные защищаемые положения:

1. Установлены следующие крупные эпохи кайнозойской седиментации: а) угловская, ознаменованная интенсивным торфоугленакоплением в течение эо-цен-раннеолигоценового климатического оптимума; б) надеждинская (лучегор-ская), характеризовавшаяся формированием тонкозернистых преимущественно озёрных отложений в среднем олигоцене и в) павловская (бикинская) отражающая новую вспышку интенсивного торфоугленакопления в позднеолигоцен-средне-миоценовую эпоху.

2. В приразломных впадинах выделена угленосная формация. Для различных

Рис.1. Тектоническая схема кайнозойского торфоугленакопления Приморья

При составлении использованы тектонические схемы: И.И. Берсенева (1959); В.А. Бажанова, Л.Ф. Назаренко и Ю.Н. Олейника (1986);

В.П. Уткина(1988)

1-6. Зоны торфоугленакопления: 1 - Ханкайская, 2 - Арсеньевская, 3 - Барабашско-Пограничная, 4 - Сихотэ-Алинская, 5 - Восточно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс (ВСАВП), 6 - плиоценовая платобазальтовая формация; 7 - основные зоны разломов до-кайнозойского заложения с преобладающей сдвиговой составляющей (I - Западно- Приморская, II - Уссурийская, III - Западно-Сихотэ-Алинская, IV - Центрально-Сихотэ-Алинская); 8 - дополнительные разломы докайнозойского заложения с преобладающей сдвиговой составляющей; 9 - зоны разломов кайнозойского заложения раздвигового типа; 10 - установленные зоны новейших (постплиоценовых) сдвиговых дислокаций (а

- Павловская, 5 - Шкотовская); 11 - основные терригенные тектонические и эрозионно-тектонические впадины (I - Турий-Рогская, 2 - Жариковская, 3 - Галёнковская, 4 - Углов-ская, 5 - Шкотовская, 6 - Бонивуровская, 7 - Глуховская, 8 - Арсеньевская, 9 - Маревская, 10 - Бикинская, 11 - Алчанская, 12- Средне-Бикинская); 12 - вулканотерригенные тектонические впадины (13 - Краскинская, 14 - Пойменская, 15 - Нарвская, 16 - Березовская, 17

- Зеркальненская, 18 - Верхне-Бикинская,); 13 - прочие слабо изученные впадины и мульды (19 - Амбинская, 20 - Проваловская, 21 - Пушкинская, 22 - Раковская, 23 - Даниловская, 24 - Смольнинская, 25 - Реттиховская, 26 - Чернышевская, 27 - Вадимовская, 28 - Мер-кушевская, 29 - Гродековская, 30 - Спассовская, 31 - Комиссаровская, 32 - Шмаковская, 33 -Лесозаводская, 34- Крыловская, 35- Малиновская 36 - Ореховская, 37 - Белогорская, 38 - Гоголевская); 14 - предполагаемые кальдеры обрушения (А - Славянская, Б - Посьетская) зон торфоугленакопления она проявляется как полная четырёх- и трёхчленная (палеоцен-средний миоцен), так и сокращенная двухчленная (верхний олигоцен-средний миоцен), являясь политипной лимническо-потамической осадочной либо вулканогенно-осадочной с одним или двумя угленосными горизонтами.

3. Кайнозойские угленосные депрессии рассматриваются, как рифтогенный тип приразломных впадин. Определены этапы развития угленосных структур, фиксируемые фациально-литологическим составом образований чехла и направленной сменой их деформаций: вскрытие, раннее компенсированное погружение (нижний угленосный горизонт), некомпенсированное погружение или максимальное раскрытие (глинистая толща) и начало инверсии или позднее компенсированное погружение (верхний угленосный горизонт).

4. Установлено, что промышленная угленосность во впадинах формировалась при следующих благоприятных сочетаниях тектонических и климатических факторов: а) нижний угленосный горизонт - тектонический режим раннего компенсированного погружения при гумидном климате и наличии локальных участков с благоприятным микроклиматом для обильного произрастания растительности благодаря повышенному тепловому потоку вдоль зон разломов; б) верхний угленосный горизонт - тектонический режим начала инверсии или позднего компенсированного погружения с сокращением области седиментации и торфоугленакоплением в результате прогрессивного заболачивания крупного озера бассейна) при гумидном климате.

5. Выявлены основные факторы, контролирующие локализацию редкоме-таллъного оруденения в приразломных угленосных впадинах: а) наличие нижне-среднемезозойских кор выветривания с повышенными концентрациями редкоме-талльных элементов; б) высокая проницаемость пород фундамента и чехла, способствовавшая длительному и активному выносу флюидов из недр и свободной циркуляции гидротермальных растворов; в) наличие геохимических барьеров и перекрывающих экранов.

Научная новизна работы. Обоснована роль сдвигово-раздвиговых структур в формировании угленосной формации. Установлено, что вдоль стабильных бортов приразломных впадин концентрировались наиболее угленасыщенные площади, пригодные для открытой добычи угля. Показано, что, обладая высокой проницаемостью для флюидов и гидротермальных растворов, сдвигово-раздвиговые структуры, благодаря сорбционным особенностям растительной органики и при наличии геохимических барьеров и перекрывающих глинистых экранов, обеспечивали промышленную концентрацию отдельных редких элементов и, прежде всего, германия.

Практическое значение работы. Выработаны критерии поиска мощных угольных залежей в приразломных структурах, а также выделения наиболее перспективных площадей металлоносных углей, которые могут быть использованы при поисках и разведке угольных и германий — угольных месторождений (Седых, 2002а, 20026). Указаны районы проведения детализационных работ как на уже из-I вестных месторождениях, так и оценочных работ на новых перспективных площадях.

Полученные выводы позволяют использовать приразломные угленосные впадины, как структуры, вмещающие энергетические и металлоносные угли, комплексное освоение которых предполагает высокую рентабельность угледобывающих предприятий (Седых, 1994; Седых, 2000 и др.). Прогнозные запасы и ресурсы энергетических углей и германия обеспечат их работу в течение нескольких десятков лет с учетом потребности в топливе Приморского края и стратегическом сырье, каким является германий для России. По предварительным расчётам (Баранов, ^ 1972, Кац и др., 1997) активные запасы германия в приразломных впадинах Приморья составляют 70 % от общероссийских.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано около 70 работ: 4 монографии в соавторстве, более 40 статей, тезисы докладов, научно-исследовательские отчёты. Основные положения и практические рекомендации работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференциях и совещаниях в Ленинграде (1977), Москве (1983), Ростове-на-Дону (1991), Екатеринбурге (1993), Чанчуне, КНР (1995), Пекине, КНР (1996), Санкт-Петербурге (2000), Владивостоке (2001, 2004), Москве (2003); на совещаниях Дальневосточного регионального угольного комитета при Президиуме ДВО АН СССР в г.г. Хабаровске (1986) и Благовещенске (1988); на Дальневосточных конференциях геологов-угольщиков в Артёме (1974, 1978, 1982) и Владивостоке (1986); на ежегодных научно-технических конференциях ДВГТУ (Владивосток) в период с 1980 по 2004 г.г.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, изложенных на 300 страницах, включая 77 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 242 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Общая и региональная геология", Седых, Анатолий Константинович

Общие выводы. Исследования зон кайнозойского осадконакопления Приморья с использованием ФЛКА позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Во всех впадинах распространены континентальные угленосные формации двух типов: осадочные и вулканогенно-осадочные. Они характеризуются преимущественно аллохтонным типом торфоугленакопления и высокой степенью разложения растительной органики в условиях обводнённых болот. Осадочные формации имеют колебания мощностей до 400 м в Ханкайской зоне и до 1800 м - в Арсеньевской; вулканогенно-осадочные - до 1000 м в Барабашско-Пограничной и до 1400 м - в Сихотэ-Алинской с ВСАВП.

2. Выделяются формации четырёх-, трёх- и двухчленного строения. Полные четырёхчленные установлены во впадинах северо-восточного субмеридионального простирания (20-60 ) и расположены в Арсеньевской зоне. Они состоят из базаль-ного грубозернистого мезоритма (0 - 300 м), нижнего угленосного (до 400 м), среднего монотонного глинистого (до 350 м) и верхнего угленосного (до 450 м). В разрезе формаций преобладают руслово-пойменные фации с незначительным развитием озёрно-болотных и по типу они являются лимническо-потамическими (Угловская, Шкотовская, Бикинская впадины). В нижней половине разреза угленосных формаций отдельных впадин Южного Приморья (Угловская, Шкотовская) предполагается присутствие прибрежно-морских фаций и фаций опресненных лагун (паралический тип, Седых, 1988).

Полные угленосные формации трёхчленного строения установлены во впадинах северо-западного субширотного простирания (290-330 ) и расположены в Барабашско-Пограничной и Сихотэ-Алинской зонах с ВСАВП (вулканотерриген-ные тектонические впадины). Они состоят из базального грубозернистого мезоритма (до 100 м), нижнего угленосного (до 700 м) и верхнего слабо угленосного песчано-глинистого (до 600 м). В основании преобладают пролювиальные и аллювиальные фации, которые вверх по разрезу сменяются руслово-пойменными, озёрно-болотными, аллювиально-озёрными и озёрными. Вулканогенная составляющая (лавы и туфы смешанного состава) включает нижний маломощный палеогеновый комплекс (до 120 м) с контрастным по составу разрезом (базальты-риолиты) и верхний более мощный неогеновый (200-400 м) преимущественно основного состава (базальты, андезитобазальты, андезиты; реже - дациты и риолиты). Осадочная составляющая угленосных формаций имеет лимническо-потамический тип.

Сокращённые угленосные формации трёх- и двухчленного строения установлены во впадинах и мульдах также северо-западного субширотного простирания и расположены в Ханкайской зоне. Они представлены базальным мезоритмом (часто в виде дресвяников) и угленосным общей мощностью до 350 м. В разрезе формаций преобладают озёрно-болотные фации с небольшим участием аллювиальных и по типу они являются потамическо-лимническими. Сокращённые двухчленные угленосные формации имеют распространение и в отдельных впадинах Арсеньевской зоны (Ореховская, Белогорская и др.).

Торфоугленакопление во всех приразломных впадинах политипное (рис. 53) (Седых, 2001).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Седых, Анатолий Константинович, Владивосток

1. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

2. При изучении тектонических подвижек в керне буровых скважин проводились следующие основные операции:

3. Устанавливался характер сочленения тектонических зон с окружающими породами как с постепенным увеличением нарушенности пород, так и с резкими тектоническими границами, которые могли быть как естественными, так и ложными из-за малого выхода керна.

4. При изучении плоскостей скольжения всех трёх типов замерялись углы падения плоскости сбрасывателя и направления борозд скольжения, если они имелись.

5. Арсеньевская зона. Достоверная информация по тектоническим проявлениям получена при разведке и эксплуатации буроугольных месторождений Угловской, Шкотовской и Бикинской впадин.

6. На Тавричанском месторождении вскрыто большое количество сбросов и сбросо-сдвигов различных вертикальных амплитуд (от долей метра до нескольких десятков метров).

7. Рис. 55. Схема геологического строения фундамента Угловской впадины с элементами тектоники1. Составил А.К. Седых