Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности геологического строения и развития юго-восточной окраины Кузбасса

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Особенности геологического строения и развития юго-восточной окраины Кузбасса"

Государственный комитет РО$СР по делам науки и высшей иколи

Томский ордена Трудового Красного Знамени государственный

университет им. 3. В,Куйбишвва - - ------------------

На правах рукописи

БАНКОВ ВЛАДИМИР УЛЬЯНОВА

Особенности геологического строения к раааития йго-лосгочной окраин» Кузбасса

Специальность - 0^.00,ОХ - Общая и региональная геология

■ АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск - 1991

Работа выполнена в Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте км.С,Н.Кирова и концерне "Куэбассразреэуголь".

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессор Коробейников Александр Феопенович;

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Коудельный Владимир Ярославович.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор Папин Юрий Семенович

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Коптев Иван Иванович

Ведущее предприятие - П Г 0 "ЗасибгеоЛогия"

Защита состоится " 26" апреля 1991 г, в 14.30 час. на заседании специализированного совета К 063.53.09 при Томском государственном университете, комната 7.

Адрес; 634010, г.Томск-Ю, проспект Ленина, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного университета им.В.В.Куйбышева.

Автореферат разослан " марта 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Г.М.Татьянин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исспедовашя. За сорок пять лет тггенсишиго развитая гоологорааводочнах_и_горно-вксплуаташоша1х работ ¡га 'иго-востоке Кузнецкого басс&яна офоршшонйдся блок ушкальноИ геологической информации,требувгяЯ соогьетсгвусзбго осиислота для проншюво«:я з существо геолотечвогох проуоооов здесь протекавших, без ЧОГО ЧвПСП«О.Т)!0 ЦДйКВОТНие ирспюзкрогакю ГО[ НО-геозог.шоеких ^актокоп, опрудолаогле эй&нгившеть проектируемых елстеи разведки и зкеллуата^гл.' Уго^м";" " ^ оо г Тсц«-"¿«йопо'-о, иразсаоги и срярс-воо.очнои часта Коцдоиского районов, рассматривайте в реферфуомой работе , характеризуется особсшностяии , часто нлочевыии для пошнашя геологии бассе.чна,-текюшяи , гооторшмеских условии , проявлешя ыетаыор^нзца углей, цагыати чес кого и кластического иньецировашл, Юго-восточшя часть Кузбасса распологает ресурсами углей , восьыв перспоктпи-1шш для-ппрадавагЧи угледобич! в баосояно , что суаестоотю по-вшаот здесь актуальность обоснованннх геолошчоош прогнозов.

Цель работы. На основе рассмотрения тектожчаскоя позиции сго-восточной окрапнн в пределах Куэноцкого бассейна и обращающих ого структур показать , с привлечете« новых данных , особенности гоологического строения и развития территории; обоенэвать природу , цор^ояопш и локашзацш кластичасдах инъекций н уголь- . ныв пласты;' проанализировать взаимосвязи иетаыорфизиа углей, тектожчвекого резина, литологии, цагыативма и гeoтepши.,

Задачи иооледоватй: 1 - рассмотреть особенности геологического строешд и иорфолопш тел пнвдрешя в угленосные отло-юшл юго-восточной окроинн Кузбасса; 2 --Изушть закономерности иетаморфизма углей в связи о геотаршческиш условиями и внедрениями пластических даек и магматических тал;' 31 представить историю геологического развития региона о учетоц проявло-

шя тол онвдрошя; 4 - дать анализ росурсои, перспектив дальнейших геологоразведочных работ и условий эксплуатации углей " открытым способом в регионе.

Фактический материал п методика работ. В основу диссертации положен материал , собранный автором во вреия полевых геологоразведочных работ на угольных месторогдешях юго-востока Кузбасса и в процессе эксплуатации расположенного здесь Меаду-роченского разреза.' По теые работн опубликовано 6 статей и одна находится в печати.1 Лично автором и в соавторстве с другими геологаш по теме составлено 7 геологических отчетов.1 На Мезду-т реченскои разрезе детально задокументированы 12 внедрешй пластических даек , на соседшх разрезах выполнено автором и Ковту-юы ¡¡¿П.' 70 зарЕгсовок магматических внедрешй в угольные пласты.' Автором отобрано 11 образцов на определеше абсолютного возраста диабазов, 15 образцов для минералогических йсследовашй пород пластических инъекций, проанализировано 5760 пластопересе-

чедай в зоне контактового метаморфизма углей, проанализировано

(

более 100 терыограш, произведено 1581 замеров элементов трещи-новатости пород и углей.1 Пробы пород и углей исследовались в лабораториях ПГО "Запсибгеология" по существующим ГОСТам.

Защищаемые положения: I';1 В осадочных оглолешях региона существуют общие литоло-ги час кие и тектонические признаки , определяйте конкретные отличные от других районов особенности , связанные с повышенной газоносностью , пластическими дайками и магматическими внедрениями.'

2. Все известные виды метаыорфидма углей тесно связаны о погружешаи ухт: зное пых отлогений на большую глубину (региональный иотжорфизи) и магматическими явлениями (контактовый, тэр-иалшип иотаморфиб»;) Зазерааядан этапом регионального мета^юр-

физиа является инверсионный ыотаиор^иач , локальные еноналш которого структурно связали с кластическиш. иньекцкяш (да1;ка~ _ -ми-и-силлаш).-Геотершчбсй1в"гралие!1гн тесно связаны с гради-енгаш метаморфизма углей , литологичасмш составом пород > угг.е-носностьа и степенью наругленности толс51.

3. 3 истории геологического развития-региона внедрение магматических тел предисстнозало дрепнокш.шорийской инверсии, вызвавшей локальные поля повышенных тектотческих напряхешй

и внедрение кластечясних даов/а угли. Б посяоцухкса т происходило существенных иаионешй тектошческих к- иетаиюимческих особенностей палеозойских угленосных отлохений.

4. Эффективность дальнейшей угледобыча в регионе иохет бить увеличена за счет ныне заншаоыых отвалами площадой с ре-сурсамикоксувщихся углей пластов У1-ХЛ1, добыч! открытый способом детально разведанных сильно нарушенных запасов поля пх-.Тоиу-синекой. Геологоразведочные работы порспектишш к северо-ваподу от поля действующей шх.Распадской (угли парок Г, Г1 , I) и в Кон-дсмскоы районе (угли парки Т). Открытая добыча углей в дальнейшей иохет быть развита до горизонта + 0 и (глубиш 350 - 400 и).

Научно-прикладное аначеше данного исследовашя состоит в том , что оно дает дополнительную информацию по тектонике, метаморфизму углей, горно-^ехшчесгаш условиям и воэыохностяы дальнейшей эксплуатации. Расширяется перспентивн для открытой разработки углей и более обоснованно прогнозируется площади проявления пластических иньекдай и повышенного горного давлежя для условий подземной отработки.

Научная, новизна. Среди комплекса вопросов геологического строения юго-восточной окраины Кузбасса автором существенно уточнена оё тектошческая лхема , вцдояена Центральная зона поднятий, разграничивающая область внодрошя магнатачеешх тол в угленоснуи толщу, разных давлений , проявления геотермических

условий и контактового метаморфизма углей. Впервые показано, что приуроченность пластических породных инъекций в пластах угля к складкам и разривнш наругюжям является следствием возшк-новешя локального высокого напряженного состояшя во время инверсионных процессов , сопровождающихся повышешем регионального метаморфизма углей.' При этом инверсионный метаморфизм рассматривается как завершающи этап регионального метаморфизма углей.1 Бэвдми в работе являются такае исследовашя по проявлениям широко развитого, в районах контактового метаморфизма углей и создание конкретной его схемы.'

Аномальный геотермический градиент в кемеровской свите связывается с повышенной газо нос ноет ьв, обусловленной высокой угле-плотностью, пологим моноклинальным залеганием толщи и наличием экрана в виде мощной толщи глинистых пород.' Сохранеше этих особенностей геологического строения на больших площадях способствует затрудненной вертикальной миграции,концентрации газов и мозеет служить основашем для плашровашя попутной добыад при подземной отработке углей , а , возможно, и для поисков самостоятельных газовых месторождений.

Объем и структура работы.

Диссертация объемом в 129 страшц машинописного текста иллюстрируется 71 рисунком и 33 таблицами.' Весь материал систематизирован в 5-ти главах , введеши и заключении/ Список использованной литературы включает 82 наименования. Первая глава пос-. вящона краткой общей характеристике юго-восточной окраины Кузбасса и истории её исследования. Во второй главе рассматривания особенности геологического строения исследуемого региона и природа, морфология и локализация тел внедрешя. В третьей - представлены закономерности геотермии,метаморфизма углей в связи с внедредаями пластических даок и магматических тел. Четвертая глава посвяпена истории геологического развития региона и опре-

делению в ней места внедрениям. Пятая глава освещает распределение ресурсов углей и перспективы дальнейших геологоразведочных и- эксплуатацйотцх"работ7

„Апробация работы. Работа выполнялась натороу боа, отрыва от производства под руководством завлшф.гоолоиш к разведки ШЛИ ТЛИ доктора геолого-минералошчесних наук профессора Коробей-' шкопа Л.Ф. и кандидата геолого-ниноралогических наук доцента Коуделыюго В.Я. Кроме-того, при работе над диссертацией автор пользсйч.чс/т поигульгодхяш »»г» - и.н. Попова О.'Н.', лауреата Государственной премии РС>£СР Паха Э.М.', а также заслуженного геолога РСФСР Виснапа А.'А. Всем им автор выражает глубокую признательность.

Отдельные разделы диссертации излагались в ряде геолога-ческих отчетов, защищенных в ГКЗ СССР; работа докладывалась на конференции геологов-угольщиков Кузбасса я г.Мевдуречспскп (185X5), на кафедре геологии и разведки месторождений полезных ископаемых Томского политехнического института (Томск 1990).

Содержание защищаемых положений отражается в диссертации в тесной связи с геологическим строением угленосных отлохений.

Положение 1. В осадочных стлоаениях региона существуют обще цитологические и тектонические признак , определяищие_кон-кретше отличные от других районов особенности , связанные с повышенной газоносностью, кластическими инъекциями и магматическими внедрениями. .

В юго-восточной части Кузнецкого бассейна распространен весь расчлененный до свит комплекс угленосных отлоаешй с конкретными объёмами и хорошо проелехенными грашцаш (таблица). Угленосные отлогешя характеризуются регрессивным типом стратиграфического разреза с морскими фаеиящ в основаши ■

б.

(морские известняки) и терри генншм вверху (песчаники, алевролиты , аргиллиты). Стратиграфические подраэделешя отлохешй вывеукааатшх серий (табл.), за исключением тарбаганской, залегают друг на друге согласно. Литологаческий (фациальнай) состав угленосных отлокений значительно изменяется как в разрозо, так и по площади распространения , что указывает на существенно разные фациальше и палеогеографические обстановки во время формирования осадков балахонской и кольчугинской серий. Для угленосных отложений характерно циклическое! строедае , которое проявляется чередованием- сходных условий осадконакоплешя как в масштабах серий , так и в более дробных возрастных подразделениях.

о

В пределах каздой серии сшау вверх происходит взрастание мощных циклов, укрупнеше дернистости и упеличвдаа до определенного предела общей угленосности. Самая верхняя в балахонской серии усятская свита углей но содержит и слагается, в основном,' алевролитами, рассматриваемыми в работе в качестве экрана в процессе миграции газов в условиях пологого подешя слоев. По площади доля грубокластичоского материала четко возрастает с юго-запада на северо-восток к области сноса - Кузнецкому Ала-Тау, вблизи которой толща осадков представляет собой по сути дела малоугленосную нолассовую формацию. Многие пласты угля здесь полностьв размыты. Резкое преобладание в составе последней слабоуплотняемого песчано-гравелитового материала привело к увеличении мощностей толщи и образованию в связи с этим к о н-седиментац ионной складчатости.

Рассматриваемая юго-восточная окраина бассейна, примыкая к Кузнецкому Ала-Тау и Горной Шории и располагаясь на жёстком сильно дислоцированном каледонском фундаменте, характеризуется режимом орогенных зон. В её составе имеется два структурных этаха: верхнепалеозойский и юрский, мевду которыми был значительный перерыв в осадконакоплещи и мощный и н в е р с и -

Табли-да

Система Лрская Отдел средний л Р ,у ;с 1 Сорил Тарбаган-ская 0У> г) § к о N ¡4 ч о М ¡1 о д с о р и я Спита Оспнопсксш (Л о г) Ао'апопская Гиспп^гкая (7г?) Сродшя Верхняя мощность грашца 1!оцность пластов м Угленосность г/ ,0 0.6 2.5 Рабо-4 чая уг-ленос:' /0 1.9

10 - г 10 1-0 и БИТ а и с ох 1,79 З.СЗ рабочих 2.33

нижний

Пермская в н X м а. ш та ■Татарский Еаунаковская (Ъег) Таллуганская Громотеянсиая Дошнсг.пя (РяСя) <435 3^0 430 . Донудир. пл. 29 пл. 19 23.г ■ 35.9 21.7 35.9 6.6 7.8 6.2 7.8

Казанский Ильинская сые) Ускптсная (Рр Клзннково-маркпн- скзя (ра к-т) 300 340 Пл.7 145 шае пл. 1 13.8 13 л 5.6 4;Э

Уфимский' Кузнецкая (Ра*г) - 150 250 м выше пл.1 - - -

К Я и Й Кунгурпютй Арти некий Сакмар.+Ассель 5 ^ ! т Я О" * с, III с из Ворхне-бплахо некая (Я ее) Усятская (р1 щ! Кемеровская (в кт) Ишанопокая /Ы) Промет. уточная (Р/») 100 1С изо ж зю Ом выше пл пл. 1 пл.ХШ пл.XXXI .1 - 33.50 ¿1.7 4 19.06 32.87 19.30 18.0 14.'5 7.6 5;з 14.3 6.7 БД)

1 .а в . Верхний Средшй КасиловскиП + Глельский Московский Шхне - бплахонская (Сг-з (6) Алнкаевская (С3сгР) Мазуровокая '380 470' пл.Х/Л 10.5 4.9 6.'28 4.2 гл ¿Го 1.6 0.9

6 1 1 <р ГгЛ к й й Башкирский Серпуховский Острогская Ссг оз) Каезопская Евсеевская (с*суя) И70 80 пл. 1.7 - 0.6 -

Вивейский Ыоэхухин-ская (С,) Морские отложения. 'без углей

Примечание: Мощность рабочих пластов пермо-карбона принята более 0.7 ы Юрских - 2. и и более."

) н н н й подъем в древнекишерийскую фазу тектогонеэа. В схе-

ш тектошческого райошровашя Кузнецкого бассейна В.Л.Коудовь-чого.Ю.Н.Попова и П.И.Шерина - (1Ь78)_рогиои_о?носнтсл к Прнгорку-яорскоЯ вош коноклинзлоЯ и куполошдтос поднят!! о рпядпяа i-зм га Уснискую подзону моноклиналей (Западный монокли нал) и Чуль-»анск.уи подзо!1у пологих с ил ад он.

Б перпой техто'с'чсско:: подвода рсшош автор«« в1у;елош jfn пло::;одм » иа ис.срцх самая эго-опг.ад шл Уроголо-Ко^оксн a.f носйт следя более раннего умеренного воздействия дадлешя со' сторону Сшшрс, с дзе другие - Томз.-.'.'расскяя к Уел некая исп чтили многофазовые давлешя, в том чюло и более поздние со стороны Кузнецкого Ала-Тау и различаются мезду собой по типу и интенсивности дислокаций. В северо-восточной Усинской площади раевита-разрывная напушенность угленосной толки в форме надвигоз и порой ■настолько сильно, что становится невозможной подземная разработка пластов углей. Спавштолышя анализ дизъюнктивно?, наруаег.тс-ти на полях действующих шахт показал , тго последняя увеличнзает--ся в пределах этой площади с юго-запада в напраалоши па оеасро-восток по латоралп. Так, по даншм эксплуатационных работ нару-пекность пластов углей поля их.им.В.Ц.Ленина в среднем составляет 12 разрывов на 1 км", поля гсх.им.Л .Д.¡Пешкова - 25 на 1 кы'Г Далее на северо-восток на поло возможной будущей шх.Томусинекой . наруиенность огидаотся 35-40 дизъюнктивов на 1 км**, что подтверждается эксплуатационными работами, проподимнми здесь разрезом "Ольхерасский". В пределах Томь-!.!расской площади,характеризующейся относительно спокойным залеганием, автором достоверно установлено развитие Кийзакскои , СнСиргинской , Курашской и Табалас-ской флексурообразннх складок большой протяженности, ослогняпвдх Западный (Главный) монокли юл на глубоких горизонтах угленосной толщи, подчёркивающие тем самым как бы единое поднятие последней от глубоких горизонтов к дневной поверхности, поскольку севоро-

западные крылья их приподняты.

Важным структурным элементом в схеме тектошчэской аональ ности Главного моноклинала является, вид елейная наш, Центральна вона поднятий , которая прослеживается к северо-западу в соседние районы Кузбасса и отражает гражцу сопряжения двух разнонаправленных давлении от Салаира и Кузнецкого Ала-Тау. Она так хе раэграшчивавт области внедрения изверженных тел в угленосные отложения и повышенных геотермических градиентов (к восток; от зоны поднятии).

Автором детально задокументирована трещиноватость пород и углой, знаше которой способствует эффективному проведению бурс -взрывных работ на разрезе 'Междуреченский". В местах интенсивного контактового метаморфизма в углях ввделена полигональная столбчатая отдельность. Нормальносекущая трещи товатость обнаруживает тесцую связь со складчатостью, в связи с чем после эало-жежя её в стадию литификации можно считать,что она контролировалась единый полем тектожчесиих напряжений со стороны Кузнецкого Ала-Тау.' Кососекущая трещиноватость в углях чаще всего пре, ставлена двумя диагональными системами, совпадающими с надвигам! и шкровзбросами,увеливдваотся по мере приближения к:разрывам и возрастает,в целом,в направлении с юго-запада на северо-восток.

В угленосных отложениях балахонской серии присутствуют два мощных силла с послойными апофизами и дайки диабазов, которые оказали большое влияние на метаморфизм углей.1 Силлы в стратиграфическом разрезе несколько смещаются , зашмая наиболео шзкое положение и наибольшую мощность в районе Ольжерасского месторождения , где и предпологается подводящий канал. По данным разве дочных работ автора на северо-востоке Томь -Уси да ног о рай она существует "слепая"' дайка,вызвавшая четко выраженное локальное отощоше углей также в кемеровской снито. При открытой разработке и разведке автором детально задокументировано пологеше апоцм

•Пьткаксвсиого (верхнего) силла и лийзакской дайки п угольных

пя&с?ах к впезздпгх породах, 0.« посяс:;н:;, участия* п одлцг.-— тТяТоста--и раворванн-нарупюшяш .-Разумно иредиологпт ъ ,

угленосной токце суиестноваки субпослойипо ?р«лиш :*. оош ослаблены , по котег!!?' к прошкала магма под болызш давлением, раздвигая эти треплны пли ч они. По опредодошям 1966-69 г .г. (ПРО "Запсибгеояогяя¡'¡пдтно;;.-кдеотел абсолетгпЛ ропрас диабя-,. вол 232 - '/ЯЧ ипн.лет , указании" в дпшшх г. (Зпп.Сиб. ШГШ),

уормаих итгьэктей являются нягоанплььоЦ фор«ц

дайки и силлы п о ли ми кт о в их песчаников в пластах угля. В связи с этим очевидно , что основными путями внедрения пластического материала в угольный пласт из кровли являлись поперечные эндогенные и субпослойные диагональные экзогенные трещины. Пространственная приуроченность песчаных внедрешй к складкам и разрывам спидотольствувт о том, что ои1 являются п о с т с е д и-ы е н т а ц и о н н ы м и телам! . образовавшийся в результате высошх и,вероятно, наиболее длительных локальных тектонических напряжений при инверсии за счет гидростатического прорыва вод или растворов в трещины.

Положение '¿. Все известные виды метаморфизма углей тосш связаны с погр.уяевдш угленосных отлодешй на больдуп глубицу (региональный метаморфизм) И магматическими явлениями (контактовый . термальный метаморфизм). Заворпагацлм .этапом регионального метаморфизма является инверсионный метаморфизм, локальные аномалии которого структурно связаны с кластическими инъекциями. Геотермичесние_ градиенты тесно связаны с гради-знтами метаморфиз-ма углей, литолошческим составом пород, утл оно с ноет ыз и столоны) нарушенности тол си.

Нормальные градиенты мотаморфиома углей кошро^ской свиты, основной промышленной единщн региона , вне влияшя магматических

внедрений в юго-западной части Урегольского и Ольжерасского месторождений составляют 2.3 - 2.5% V /ЮО и и обязаны региональному мот аморфизму в чистом виде. Изменения углей северо--воеточной части Урегольского, а также Куреинского, Сиоиртенс-кого , Томского , Томь-Мрасского , Березовского и Чексинского мес-тороадешй , где градиенты метаморфизма равны 2.6 - 3.6%" /100 М; обусловлены совместным действием регионального и контактового метаморфизма.

Региональный метаморфизм углей балахонской серии возрастает от пласта к пласту со стратиграфической глубиной, а также - по простиранию в направлении с северо-востока на юго--аапад , т.е.- от периферии региона к его центральным частям,1 При этом угли одшх и тех же пластов переходят через разные стадии метаморфизма: от коксово-жирных на северо-востоке Томь-Усинского района до тощих - на юго-западе Мрасского и Ковдомского районов. В углях кольчуганской серии в тех же направлешях степень метаморфизма-их изменяется от стадии газовой-средней до жирной-средней. Характерной особенностью регионального метаморфизма углей балахонской серии является незначительная скорость повышения степени метаморфизма по падению отложений (0.11 - 0.29$ У0^ на 1 км). При этом,чем меньше угол падешя толщи , тем меньше градиент выхода летуздх. При углах падеыя пласта 20-16° наклонные градиенты составляют 0.2 0.3% У^ на 100 м, при углах падешя пласта 15 - 8° они равны 0,01 - 0.17% У^на 100 и, а при углах падешя пл-аста 8 - 0° - едва заметны. Наряду с легко улавливаемыми выше указанными измедакдями автором констатировано, что в юго-восточннх крыльях антиклинальшис складок выход летучих из угля пластов несколько ниже, чем л северо-западных.1

эеднестатистическое уменьтеше показателя составляет 1.-1 - 2.0%,

го свидетельствует о существовашп в угленосной толще при

кладкосбразопаши аномально высокого-напряженного-тектошчве-------------------------------

эго состоятя , вследствие чего произошло увеличете температу-ц и метаморфизма углей. Этими ао причинами объясняется некото-ое уиепьшеше л отучи х и в висяшх боках надвигов. Наш прадпо-агаотся , что в этих случаях на региональный метаморфизм наложи -ось дополнительное воздействие, которое ми низвали проявлошш .н в е.р с и о н н с. г о истамор^изна,- Тагаш образом, после зкеимального погрухонил угленосной толщи на глубину, в начально этапы инверсионного подъоиа и складкообразоважя мотаыорфиэм звду ещё повышался., что можно считать порлодш максимальных ектошческих напрлг.ешй и существовашя самых высоких темпора-ур в угленосной толще на больших глубинах, исключая контактовое лияше интрузивных тол. Совместное действие статического (доин-ерсионного) и инверсионного этапов углофикации и составляют уть регионального метаморфизма углой в соиременноц пошмаши ермина. При этой статическому метаморфизму углей отводится нш-ольшол роль. В этой автор усматривает активное влияше тектош-бешх процессов на метаморфизм у1>&й в репюне.' Локальные прояп-ешя инверсионного метаморфизма здесь но вносят существенного зменешя в. известные закономерности распределешя качества углей,

0 способствуют выявлению пластических инъекций и мест повншен-ого горного давления в толще, что важно знать при отработка уг-ей на глубине.'

Общепризнанным фактором регионального метаморфизма углей

вляется погружение их па большую глу&ту в область повышенных емператур. Влияние контактового метаморфизма углей находится

1 прямой зависимости от моц.юсти изверженных тел,однако оно )азлично при воздействии силлов и даек в.силу разной интенсив-юсти прйвноса тепла ими.

Устанавливается четкая зональность качества угле;; под влпяшем контактового метаморфизма. Выделяется д¡зе зоны:' активного и умеренного метаморфизма,которые, в своя очередь, подразделяются каждая еце на три подзош с характерным для шх набором показателей качества углей.' В приконтактовой зоне активного проявления контактового метаморфизма наделяется подзонн суперактрацитов, ангра-глтов и полуантрацитов, которые чётко разделяются по показателям С , Ь , V и объемной массе. В более удаленной от магматического.

тела зоне умеренного контактового метаморфизма в коксующиеся . углях выделяются подзонн углей неустойчивой спекаемости и поет-еошюй спекаемости, а в неспекающихся углях - только подзона то-щпх углей; эти подзонн различаются , главным образом, по V , толщине пластического слоя и ивдексу вспучиваний Установлено , что зона активного влияния расширяется вслед за увеличешеи мощности интрузивного тела. Так,при мощности верхнего силла в 60 м зона - активного влияния в его кровле составляет 180 м, а при мощности силла 110 м - 270 - 300 м; в почве - 90 и 135 м соответственно. Зона умеренного контактового метаморфизма характерна для верхнего силла и распространяется от кровли его на расстояние 550 - 600 м. Вместе с тем, выше зоны умеренного метаморфизма в регионе в углях кемеровской свиты всюду констатируется увеличенный градиент отражательной способности витришта и выхода летучих веществ, что свидетельствует о распространении зоны влияния силлов в область коксовых углей. Контактовометаморфизующое активное воздействие любых силлов и их апофиз .происходит пропорционально их мощности по единому зачону: соотношение зон в кровле их по отношению к мощности изверженного тела составляет 3 : 1, а соотношение самих зОн в кровле и почве оценено нами как 2 : 1. Метаморфиоущее воздействие даек залегающих под углами 70-75° зависит от'глубины оалогашя пластов: зоны сухаатся в райоио ворхшх пластов и расширяются под углом 3-5 в районе ии.-шх пластов но только на

глуйшу, но и в плане'. Ширина влияшя даек на угли равна около 25-и кратной их мощности , при этом соотношеще вон п их висячих

-------и-лежачих боках-нами-оцежвается-такке 2:1.'--------------------------------

Геотермические исследования вшолнеш в больном объеме до ' глубину 800 - 1000 м и в единичной сквазипе до 2550 м. Современные температуры (до 37.2° С т гпу&ию 1000 м) в регионо отличаются повышенными значениями в сравнении с другиш площадями Кузбасса, '¡то является следствием особенностей геологического строения.'' Устанорлено , что при прочих равных условиях геотермические градиенты находятся в прямой зависимости с грэдконгаш метаморфизма углей. Геотермия пород всегда повышена вблизи магматических тел , особенно у дайки, где по всей видимости происходит к о н в е; к т и в н ы й теплообмен. Геотермический градиент чётко возрастает в толщах с повышенной угленосностью, например, в кемеровской свите (3.3 - 4.7° С/100 м), в тохе время - в алевролитах (¿!.7оС/100 м) по сравнению с песчаникам^ ( 1.7°С/100 и), что является следствием различий в теплопроводности при пологой залегании толщи. Аномальный геотермический градиент кеморопской свиты с её высокой угленосностью при наличии вышележащей мошной, существенно глинистой,толди с пологим залеганием рассматривается как сочеташе благоприятных условий для аккумуляции здесь газа метана и планирования аффективной попутной его добыч« при подземной отработке углей.

*Поло&ешо 3. В истории геологоческого развития региона внедрение магматических тел предшествовало древнекиммерийской инверсии, внзвавшей локальные поля повышеншх тектожчоских напряжений и внедрение пластических даек п угдл, В последующем не происходило существенных измоношй тектошчоских и метаморфических особенностей палеозойских Угленос^а^тлогошй.

После типично морс ¡их ornoxemtt мозхуятнскоа сери штага карбона в Кузбассе и регионе в субкоттшонталышх условиях в . '■'

м. ■

карбона и перш накопились тысяч&'гэтровне толви угленосных отло-хешЙ балахонокой (^2200 м) и кольчугинской ( > 1750 м) серий,' • В основании серий господствовали солодаватоводнне реаимы осадко-накоплешя и отсутствие или очень слабое тор^ообразоваше. В средних и особенно в верхних горизонтах серий при более опресненном водном резиме торфонакоплоше было весьма широким, в результате чего образовалось мноеостоо рабочих пластов угля , многие из которых достигают мощности 5 - 10 м и являются теперь объектам открытой разработки.• Внутри ворхнепалеоаойских угленосных отложений зафиксировано несколько внутрпформациошшх перерывов, количество которых возрастает в напраледаи к области сноса - Кузнецкому Ала-Тау, где существовали глубокие краевые разломы и формировались грубообломочные моласоовые отлодешя с конседи-центацюнной складчатостью. Внедрение Нашатических тел в угленосные отлогешя балахоне кой серии, судя по-абсолютному возрасту диабазов 232 - 267 млн/ лет, произошло в начале верхней перми, _по всей видимости,в казанково-маркинское время. Косвенным подт-верадешем последнему является то, что угли казанково-маркинской спиты всюду в Кузбассе характеризуются" повышенной степенью насн-■ щеыия их тонкорассеянншли минеральными примесями и в связи с этим трудной обогатииостыэ, что мозет свидетельствовать о высокой эрозионной и,возможно, эксплозивной деятельности в областях сноса из-за проявления вулканизма. ,

Произошедший в казанково-маркинское время контактовый мета-морфием углей закрепился и в дальнейшем вблизи силлов и даек диабазов не происходило их метаморфических изыеиешй. Однако, региональное повышение температуры от вулкадаз^а и дальнейшее погру-.

хеше угленосных отлокевдй вплоть до триаса включительно обусло-

»

вили и дальнейший региональный метаморфизм углей вдали от магматических внедрений и в вышележащей кольчугинской серии. В конце триаса погружеше угленосной толщи на глубину

прекратилось , в предъирское время проявившаяся древнекиимерийс-

кая фаза тектогенеза ознаменовалась резкой инверсией угленосных

- отложений-(.толщи) в .условиях.бокового давления со стороны Куз-

нецко-Алатауской глыбн. В начальные отзгш инверсия повсеместно

1

сопровождалась всё еиё повышение^ теипературы и высокими'локаль-шли тектошческиш напрлжешяыи, уплотнением поррд и анадрошоы пластических иньекций в угольные пласты. В результате на статический метаморфизм наложился инверсионный , как заверааэдий этап регионального метаморфизма. Этот момент - момент максимальных токератур угленосно'; толцн в региональном плане. Иннерсионнна процессы и нарасташе тектошческих наряжешй в этот период определили , в основном, характер складчатой и разрывной токтошки. Чексинская складка субширотным взбросо-сдвигш была смещена на 3 км к северо-западу , в результате пермские отложения приведены в контакт с нижним- карбоном и девоном. Сформировался Западный (Главный) нокохлинал. (восточное крыло Кузбасской мульды), который осложнился дополнительными Кийзакской , Сибирпшской , Куренн-ской и др.складками. Чульжанская подзона осложшлась радом складок более высокого порядка, пораженных надвигами , что опредачило

её чешуйчатое строение. Образовавшиеся складчатые структуры на

а

изменили,в целом,общего напраления падения угленосных отложений к центру Кузнэцкого бассейна , но площадь в плане угленосных от-яохшш розно сокращалась. Заключительный этап и и п в р с к и угленосной толщи привел к общему возднмашю территории, при этом поднятие в юго-западной части происходило более интенсивно .• После этого в заключительную фазу инверсии наступил длительный перерыв в осадконакоплении и завершился мощный площадной размыв триасовых и верхнепалеозойских отложений. На юго-западе региона у поверхности оказались толщи , ранее погруженные на большую глубину.' В сре вновь проявились отрицательные вертикальные движения, приведшие к образованию конгломератов тарбаганской серии, но-

" 1б- '

погрузило этой толщи было сравнительно небольшим. В результате :;ирнло угли ускатской -свиты Осишвского кестороздешя через не-соиюсио контактируют с бурыми углями юрского возраста. В поздпе-киммерийскуо фазу тектогенеза окончательно сфоршровалась структура иго-восточной окраины Кузбасса , но иоменешя метаморфизма палеозойских углей при этом уае не происходило..

Пологеше 4. Эффективность дальнейшей .угледобычи в регионе цоаот быть .увеличена за счет ныне заваливаемых отвалами ресурсов кокс.уицихся углей пластов У1а-г ХЛ1, добычи открытым способом

детально разведанных сильно нарушенных запасов поля шахты Том.у-

синской. Геологоразведочше работы перспективны к северо-западу от поля действующей пх.Распадской (.угли марок Г Г2 Е) и в

Ковдомском районе (угли март Т). Открытая разработка углей в дальнейшем могет быть развита до горизонта + 0 м (глубина 350 -400 м).

В пределах юго-восточной окраины Кузбасса разрезами и шахтами добывается более 34 млн. тонн каменных углей в год, из шх~ добыча коксующихся углей составляет около Анализ ресурсов вышеуказанных углей , проведенный автором, для открытой разработки показал , что последше здесь огромны и составляют до-горизонта + 0 и (абс.1) - 4 млрд.т, а коксующихся углей - 2.'-1 млрд. т.' Отработка углей производится в регионе нерационально.1 Если шахтой им;' В;И. Ленина отрабатываются все пласты кемеровской свиты, то осталь-* ные предприятия (шахты "Усинская", 'Томская", им ЛГ.Д. Шевякова, углеразрезы 'Мездуреченский",'Томусинский", "Сибиргинский") берут только верхнюю группу пластов 1, Ш , 1У-Уи У1.1 Иганяя группа пластов У1а* ХУЛ мощностью по 2 - 6 м разрезами и шахтами.не отрабатываются и , больше того, вскрышными породами разрезов площади их выходов заваливается.■ Особую тревогу вызывает судьба крупного углеразреза Красногорского , располокепного в тылу ралрезов Тому-синского и Цездуречонского и разрабатывающего пласты ивановской

и проиехуточпой сект (пл.ХХ?! * ХХлУ). Динсшчосш;*. ивд&кс задела запасов для этого разреза составляет немногим более Згх пятилеток. Кроне того , в начале последней пятилетки раорозои будут добываться суперантрашти > которые из-за низких реакционных свойств нохно лишь использовать в сноси с углята карго Т. В этой связи автором реклшщувгся вовлечь в отработку группу пластов У1 * ХЛ1 под цаваясии , поскольку подзеинки способом их отработка затруднена из-за навалов.'

Дсбгпа газовых сгтокагт^*хся ■'.тлей в Кузбассе значительно превышает потребность в них коксового производства, в результате более 15 млн.т. в год в настоящее время сжигается.- В атом отношении одним из главных первоочередных направлений автор видит в наращивании добыод коксующихся углей марок К , К2, К1 и ОС дейст-вумдаи углеразреза;и 'Мёздуреченсний", "Томусинский" и "Сибир-гинский" до горизонта + 0 м (абс) , а также вовлечете полпостьи в открытую разработку разведанного поля шх.Томусинской, поскольку весьма высокая тектошческая наруиенность пластов угля последнего не будет благоприятной для подземной их отработки и повлечет за собой значительные потери при эксплуатации.' Это позволит в большем объеме вовлекать в коксовое производство газовые угли.

Резервы для нового строительства карьерных и шахтных полей на новых площадях ещё не исчерпаны. Перспективными участками с

высокой углеплотностью для открытых работ являются новые пои неразведанные участки Чуазасские и Кичийские в Кощомском районе.

Угленосная толща кемеровской свиты содержит здесь 9 рабоч:х пластов тощих углей суммарной мощностью 32 - 34 м. Запасы углей здесь значительны - до горизонта +200 м (абс.) 1,4 млрд.т., а до горизонта -300 и (абс.)-более 4 млрд.т.

Создание резерва разведанных запасов на-этих участках позволит разместить 2 крупных углеразреза с производительностью 7 - 10 млн.' т." в год. Наиболее перспективной площадью для проведения геологоразведочных работ , кроне того, представляется полоса угленосных отлокешй, прилегающая с северо-запада к полю пахты Распадской шириной до 8 ¡ш от левого берега р.Тутуяс до рч.Северный Ольео-рас и длиной около 18 кн. Площадь полосы составит 110 км**. Запасы углей на глубинах 300 - 700 и составят 1,7 млрд .т.- Угли на глубоких горизонтах Распадско-Ольхерассной площади, исходя из установленных закономерностей , будут иметь выход летучих веществ в пределах 33 - 37% с пластическим слоем в пределах 17 - 26 мм и будут о-зечать маркам Г1 и 2. На этой площади' могли бы разместиться 5-6 шахт , каждая средней годовой производительностью 3 -г 4 млн.' тонн.'

Заключение. По работам автора в диссертации развиваются следующие новые взгляды на особенности геологического строения и развития юго- восточной окраины Кузбасса и существующие-геологические теории-:

1.1 В регионе существуют чётко выраженные литологическая , тектоническая , метаморфическая углей , геотермическая зональности, осложненные внедрениями траппов;

2. Разработана тектоническая зональность региона, показана степень нарушенности , увеличивающаяся с юго-запада на северо-восток и существенно влияющая на условия отработки углей;

З.1 Получены и приведены дорые данные о магматизме в угленосной толще, выявлены новые места локального воздействия на угли "слепых даек" диабазов, уточнено положение подводящих каналов силлов и даек;

4. Пластические иньекши в угояышх пластах являются поса-одимуш'йцйоннши образованиями, всзшкешд! в результате птвер-иошшх процессов в условиях одностороннего бокового давлешя?

ПодтРёртденч тесная связь геотермических условий с мета-:ор$йриои утлой, включая региональный и коигагсговнй мотаморЗгми.

также с угленосностью. В региона суаоотвуот благсприяпггг? ус-.овия для направленной мигрант угольных газов с глубин к чооерх-гпр.™ . повышающие эффективность улавливашя газов в процессе поденной опсмлу^т ^'ж'ЛОП;

б;' Уточняется содержание рошонального метаморфизма углей, остоящего из статического (доинверсионного) и инверсионного тапов.' Аномалии инверсионного метаморфизма тесно связаны о тек-ошческими структураш и кластическими инъекция!®.'1 Четко выра-ела зональность контактового метаморфизма углей;

7. Теоретически обосновывается сущоствопашэ конседимента-иогаюй складчатости на крайнем северо-востоке региона да счет величения мощностей грубообломочшх пород и их малой утшотняе-ости;

б. На основе анализа ресурсов углей и порядка их отработки

И геп.ггогораз(едЪчмш_,

аны рекомевдацш: для дальнейшего развития эксплуата1!иош5куработ.;

Список работ автора, опубликованных по теме диссертации':

1.' Байков В.У.' Новые данные по геологии и результатам поис-овнх работ на Томской площади в Томъ-Усинскоми Мрасском гоолого-

экономических районах Кузбасса.// Экспр.информ.- Сер.теол;': Ме-

оды поисков и разв.1 месторогдежй твердых гороодх ископ.; Моск-

а , 1979, вш.1.

2: Бажов З.У." О контактовом метаморфизме углей в Тоыь-Усинском и Мрасском геолого-экономических районах Кузбасса.// зв. вузов. Геол. и разв., 1984, Р А;

3; Баянов В .'У.1, Виснап А.'А.1 Изучеше тектошческой нару-. шешюсти угленосных толщ.// Раав, и охрана недр, Москва , 1984, Во

4.' Байков В'.'У.1 Особенности геотермии угольных ыесторогдешй Тоыь-Усинского н Мрасского районов Кузбасса.// Изв.вузов/ Геол.* и разв., Москва, 1984, Е 6.

. Б. Байков В'.'У, Кластические инъекции в пластах угля на юге Кузнецкого бассейна.// Изв.вузов.' Геол. и разв., Москва , 1967, № ■

6.' Байков В.У.', Попов Ю.Н.' Тектошческал зональность Главного ионоклинала в Кузбассе.// Изв.вузов. Геол. и разв., Москва, 1988, £ 4.'

7.1 Байков В.У. История геологического развития юго-восточной окраины Кузбасса.// В печати.'

Горный инхенор-геолсг^^^^^^^^Зайков В.У.

!