Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогноз и перспективная оценка промышленной угленосности отложений Казанского и Татарского ярусов северной части Тимано-Печорской области

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Прогноз и перспективная оценка промышленной угленосности отложений Казанского и Татарского ярусов северной части Тимано-Печорской области"

/государственный комитет рсфср по делам о науки и высшей школы

/ ростовский-на-дону ордена трудового красного знамени государственный университет

На правах рукописи

КАФИТИН Лев Иарашювкч

удк 55 3.94 736.3 (470.ш)

прогноз и перспективная оценка промышленной угленосности отложений казанского и татарского ярусов северной части тимано-пеморской области

Специальность 04.00.11 ~ геология, поиски и разведки рудных и нерудных месторождений, металлогения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-мииэралогических наук

Ростов-на-Дону, 1991

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском геологоразведочном институте угольных месторождений Министерства геологии СССР.

Официальные оппоненты:

1. Доктор геолого-минералогических наук Тимофеев A.A.

2. Кандидат геолого-минералогических наук, доцеит Щи-ров В.Т.

Ведущее предприятие - Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский геологический институт им.А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ).

Защита состоится *_"_1991 г„ в час.

на заседании специализированного Совета К.063.5,2.1 О по защите диссертаций при Ростовском-на-Дону Ордена Трудово-т-го Красного Знамени Государственном университете.

Адрес: 344090, .г.Ростов-на-Дону, лр.Зорге, 40, шолого-географический факультет РГУ, аудитория N? 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ (344006, г.Ростов-ка-Дону, ул.Пущзсннская, 148).

Автореферат разослан "_* ;_1991 г.

Ученый секретарь

специализированного "Совета . В.С.Наэаренко

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В энергетическом комплексе страны исторически сложилось так, что основным потребителем углей является европейская часть СССР и Урал, а значительные ресурсы их находятся за Ураломги транспортировка углей для потребителя из Сибири и Казахстана приводит к неоправданным: расходам. Покрытие сложившегося в Европейском регионе дефицита может быть осуществлено за счет активного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов Тимано-Печорского территориально-производственного комплекса. Огромным- резервом для устойчивого обеспечения потребностей комплекса в угле являются верхнепермские угленосные отложения северной части Тимано-Печорской. области. -

Верхнепермские угленосные отложения казанского и татарского ярусоз этого региона слабо изучены и практически не освоены промышленностью. Разведанные запасы угля этих отложений известны только в восточной части региона (в Печорском бассейне), где они составляют 15 % от общего количества запасов. Между тeмj имеются данные о1 значительной промышленной угленасыщешюсти верхнепермских отложений в пространстве' между Уральской складчатой системой и Печоро-Кожвинским валом, о развитии моашых' и сверхмощных угольных пластов на небольшой глубине, разработка которых возможна открытым способом.

Выбор темы, в свьте вышесказанного, отвечает требованиям сегодняшнего дня об ускорении'поисков и разведки месторождений коксующихся и энергетических углей, особенно пригодных для отработки открытым способом, на основе совершенствования методов прогноза угольных месторождений.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Повышение достоверности оценки ресурсов, научное обоснование проведения геологЬразведочных работ по созданию прочной ресурсной базы для удовлетворения потребностей Севера европейской части СССР в коксующихся

И энергетических углях.

: ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ: 1. Выявление'закономерностей размещения и условий формирования угленосных отложений казанского и татарского ярусов в северной части Тнманс^-Печорской области.

2. Выявление особенностей изменения промышленной угле-носности'и факторов, обусловивших эти изменения.

3. -Определение критериев прогноза угленосности и проверка их надежности.

4. Прогноз угленосности.и перспективная оценка ресурсов углей слабоизученных площадей.

ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В РЕШЕНИЕ ПРС^БЛЕМЫ. В основу диссертационной работы положен фактический материал, собранный автором в полевые сезоны 1971-1988 годов при проведении ВНИГРИуголь (Донбасс-ИИЛ) научно-цсследовательских работ в Печорском бассейне и за его пределами. ■ ' -

Научные выводы и рекомендации автора обоснованы результатами, изучения керна , около 30. поисковых и разведочных 1 скважин, ряда обнажений и шурфов, обработкой, обобщением большого объема данных "спектральных, химических, .химико-технологических и минералого-петрографических анализов пород, сведений об угленосности в первичной документации, ре' зулцтатоа лабораторных исследований, приводимь1х в геологических 'отчетах, интерпретацией каротажных диаграмм нефтяных и структурно-параметрических скважин.

Лично, авторрм были проведены: 1 '

- корреляция опорных разрезов по группам сближенных угольных пластов и флористическим комплексам;

- интерпретация^каротажа нефтяных, газовых а структурно-параметрических скваж1ш; ! • ~ , !

- реконструкция условий торфонакопления на .шести стратиграфических уровнях с составлением карт угленосности;

- оценка прогнозных ресурсов на ! новых угленосных площа--; дях и выбор перспективных направлений развития геологоразведочных работ на уголь. * ■ ■ 1 . ■

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. На основе палерреконструкций условий осадконакопления впервые обоснована структурная приуроченность промышленной угленосности отлбжений казанского, и татарского ярусов к обширной области дифференцированного прогибания, заложение которой произошло между складчатой .' системой Урала и'Печоро-Кожвинскйм ва'логЛ в начале ка^ан--жого века, в ней намечены зоны разной интенскзностг прогибания, этапы стабилизации тектонических движений '(медлен-" ного устойчивого опускания поверхности седиментации); г 'пре-■2 ■ ' " "'Ь

делах крупных тектонических блоков области прогиъг-глгл впервые на основе определения скорости опускания поверхности четко оконтурены стабильные их части, контролирующие размещение максимумов промышленной угленосности и ряда мощных и сверхмощных угольных пластов.

Уточнены границы палеоландшафтных^зон формирования, вер-хне-пермских угленосных отложений:, в пределах этих зон впервые намечены и систематизированы различные формы палео-рельефа - гривы, межгргазные понижения, косы, прирусловые отмели, конусы выноса, пойма, сложная дельтовая поверхность, и определена степень их влияния на изменение морфологии угольных пластов«

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. На региональном и.локальном уровнях осуществлен прогноз промышленной угленосности отложений казанского и татарского ярусов в пределах северной части Тпмано-Печорской области по следующим основным критериям: стратиграфический, палеотектонический (палеоструктур-иый), палеогеографический (иалеоландшафтньгй), палеофатшаль-ный, и проверена степень их надежности. По выбранным основным критериям прогноза уточнены масшта©,1 и характер размещения промышленной угленосности на площади и в разрезе; дан прогноз морфологической изменчивости угольных пластов, предложен вариант корреляты разрезов угленосных отложений по группам сближенных и выделены новые перспективные угленосные районы, площади, месторождения и участки с подсчетом по ним прогиозиых ресурсов углей, намечены горизонты отработки угольных пластов, даны рекомендации по очередности и ^стадийности проведения геологоразведочных работ на уголь.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ выразилась .составпёнШм рекомендаций по направлениям геологоразведочных работ в Печорском бассейне на пятилетки 1976-1980, 1981-1985 гг. и на период до 2000 года. Практические рекомендации автора приняты к внедрению в ПГО "Полярноурал-геологпя* и использованы поя составлении проектов и планов геологоразведочных работ с условным экономическим эффектом 30 тыс.рур, .

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертацион. ной работы и. практические рекомендации автора 'докладывались йа У1, УП и УШ Всесоюзных угольных совещаниях 1980, V. - 3

1981, 1986 гг., научных конференциях ВНИГРИуголь . (1979—1985 гг.), научно-техническом совете ПГО "Полярно— уралге'ология" (1982,'1989), заседаниях кафедры литологии и геологии осадочных полезных ископаемых МГРИ им.С.Орджоникидзе, Ученом Совете ВНИГРИуголь.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 8 работ,

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, объем которых составляет 167 страниц машинописного текста. Текст сопровождается 35 иллюстрациями, списком литературы, включающим 190 наименований. Структура работы отвечает общей схеме построения исследований, включающих оценку актуальности проблемы, постановку задач (введение); состояние изученности вопроса и методику исследований (главы 1, 2); выявление закономерностей, служащих научным обоснованием прогноза угленосности верхнепермских отложений на территории северной части Тимано-Печорской области (главы 3, 4); выбор надежных критериев прогноза, перспективная оценка угленосности и рекомендации по направлению работ (глава 5); Основные выводы (зак. лючение). 1: ' * ,

Рабата выполнялась во ВНИГРИуголь в период. обучения в заочной аспирантуре Московского ордена 'Трудового -Красного Знамени геологоразведочного института им. Ce pro Орджоникидзе под научным руководством безвременно ушедшего из жизни заслуженного деятеля науки ii техники РСФСР, доктора геоло— го-минералогических паук; прэфесрора А;И'„КравцОва, который ценными советами, вниманием и дружеской помощью ко. многом способствовав ее подготовке..

В 1S83 году Vio диссертации, представленной к защите на Ученом 'Совете МГРИ нм.С. Орджоникидзе, последним было вынесено отрицательное решение. В 'последующие годы диссертация была дополнена новыми данными, изменено направление исследования ц иозвание работы;.- Неоценимую помощь п ее су;„ щественной переработке оказал доктор геолого-шшералогичес— ких. паук Б.З.Смирнов (ВНИГРИуголь).

В период выполнения работы автор пользовался копсульта--' циами доктора геопого-мнаералогических наук профессора А.И. Еголова (РГУ), кандидатов геслого-минералогических наук Е.С.Быкадорова, А.Я.Медведева, А.С.Прскопченко, К.М.Максц-м.ова, Ю.П.Бруйкр, Н.А.Редичкина, Л.Г.Порлюва,-В.К.Кабалова, 4 . -

М.Г.Черновьянца (ВНИГРИуголь). Во ВрвМЯ ПрОВОДОЛПЯ ПОЛО-* вых работ автор получал неизменную помощь доктора гоолого— минералогических наук Ю.В.Степанова, кандидата геолого—ми—■ нералогичеекпх наук В.П.Куклева, геологов Н.В.Бережного, В.В.Золотовой (ПГО "Полярноуралгеслогия").

' При завершении работы р5эд ценных советов получены от доктора геолого-минералогических наук'.Л.Я.Кизильштейна (РГУ), доктора геолого-минералогических наук В.Ф.Шульги (ГИ АН УССР), генерального директора ПГО. "Полярноурал-геология" И.Б.Граповича, геологов Л.П.Телехова, И.В.Пичуги-на.

Всем перечисленным товарищам автор выражает глубоко .благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ'

КРАТКИЙ ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ

Вопросы строения и образования пермский угленосных отложений Тимано—Печорской области интересовали исследователей с момента »первого упомстшипя об углепроявлениях па . рассматриваемой территории (1828 г,). Планомерное геологическое изучение восто'дюй ее части (Печорского бассейна) начелось в 1Э23 г. С 1953 г. до настоящего времени был проведен особенно большой объем исследований. За более чем тридцатилетний период вся территория Печорского бассейна ¡1 прклогеюи>гх районов была покрыто крупномасштабной геологической съемкой и разбурено поисково-разпедочнымл скважл-. нами по редкой сети.

Успехи, достигнутые в псследовашят Печорского.бассейна, являются результатом труда большого коллектива геологов, К,Г0Войпонского—Крпгсра, Г.А,Иванов,' А.В.Мппедонова, Л.Л.Хайперя, 1\М»Ярославцепа, В.И.Яцуко, Б.Л.Афанасьева, . 10сВ.Степатеяа, Основные работы по разведке месторождений .бассейна г» последние годы проводились В.Ф.Морозовым, Н.С, - -Быховцом, С.А;Недеысдом; В.П.Корельсхлм, Л.П.Телеховым. ;л Вопросы пермской угленосности} закономерности пермского •■.углеобрйзозашхя как Печорского, так и всей Ткмано-Печорской области, освещены во многих опубликованных работах. К их

числу относятся ряд фундаментальных исследований Г.А.Иванова, К.Г.Войновского-Кригера, А.В.Македонова, *Б.Л.Афанась- . ева, В.И.Устринкого и др. Достаточно детально эта тема раскрыта в Ш томе монографии "Геология месторождений угля и . горючих сланцев СССР". В последнее время вопросы угленосности затрагивались в публикациях Н.А.Шурекова, Ф.Ф.Бай-Ба-лаева, Г.М.Фирера, Ю.В.Степнова, В.П.Куклева.

С момента опубликования указанных работ- накопилось новые данные об угленосности верхнеп'ермских отложений, осо-. бенно к западу от границ Печорского бассейна, где пробурен ряд нефтяных и газовых скважин. В связи с этим назрела необходимость обобщения данных об угленосности этих отложе-• ний по всей площади распространения в Тимано-Печорской об' ласти.

Оценка угленосности пермских отложений до 1963 года ограничивалась Печорским бассейном. Доминировали представления о формировании этих отложений преимущественно в Пред. уральском краевом прогибе при одинаковом тектоническом режиме и . сходных палеоландшафтных Обстановках осадконакоп:-ления. • . ■ . .

Попытка прогноза угленосности Тимано-Печорской области "предпринималась рядом исследователей. Прогноз, в.конечном счете, сводился к построению карт угленосности по фактичес-. ким данным методами интерполяции и экстраполяции. В пос-< ледние годы в этом направлении достигнуты значительные ус-\пехи. Коллективом геологов,'ПГО "Поляриоуралгеология" во главе с Ю.С.Степановым; в 1980, 1981, 1984 г. на форма-ционной основе составлялась Карта прогноза угленосности территории деятельности1объединения "Поляриоуралгеология" масштаба 1:1000000, Под руководством и при. непосредственном участии ЮЗ.Степанова во Е^НИГРИуголь в 1981 г. составлена "Карта прогноза угленосности Большой Печоры" масштаба 1:500000, в которой нашли отражение современное состояние изученности угленосных отложений палеозоя и возможные пути увеличения ресурсов углей в указанном регионе» """

На основании изучения тектонической эвдлюции /Гцмано-Пе-чоргкой области в палеозое и особенностей распространения пермских отложений, нами установлены резкие различия в масштаба/. распространения и. условиях формирования нижне- а ; : верхнепермских отложений. Выявленные различия в литолого-3 . '.''"..'.-'.■'

фациальном составе, мощностях и угленосности отложений указанных отделов, а также морфологии угольных пластов, метаморфизме и качестве углей не увязываются с концепцией об образовании всего пермского разреза в единой структуре Пред-уральского краевого прогиба. Вместе с тем закономерности строения и образования пермских отложений не могут, быть объяснены, только с позиций палеоландшафтной зональности.На-основе проведенного комплекса исследований мы пришли к выводу о преимущественном формировании нижнепермских угленосных отложений в Предуральском прогибе, верхнепермских (ка-занско—татарских) отложений - в области дифференцированного прогибания (в пространстве между складчатым сооружением ' > .Урала и Печоро-Кожвинскнм валом). Развитие области дифференцированного .прогибания характеризовалось своеобразной - палеогеографической я.палеотектонической зональностью, которые обусловили особенности размещения угленосных верхнепермских отложений во времени и пространстве.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ '

Для решения'поставленных задач основным методом исследований явились иалеореконструкции развития северной части Тпмано-Печорской области в палеозое, условий формирования отложений казанского и татарского ярусов, пэзднепермского углеобразовашш, которые осуществлялись на основе анализа и обобщения комплекса данных о строении фундамента (данные гравг:~ и магниторазведки), мощностях, лктолого-фациалышм, гранулометрическом, петрографичэском и геохимическом _соста-еэ отло:кенпй, угленосности, строении угольных пластов.

. Пплооратгонструкция выразилась в построении ллтолого-стрз— тпграфнчгекг'х и лалдшафтпо—тектонических профилей, карты кзо-мощностей отложеиш! казанского п татарского прусов, графиков и карты скорости' опускания седимеиташюнной поверхности й палзот'охгтопичсской. карты, сопоставления разрезоз по этапам тектоническойстабилизации, л пт о л сг с- hau 11 алькы х разрезов ,па-аеогэографпчаской карты позднепермехого времени и парты из -1,"з::еш15! гранулометрического, состава взрхнепермеккх отложе-tra'v - ' ••'" '.'..'..■''

ля.- осушествпэная пелоореконструкапй кющного торфоиакоп-lôtiitJi, карту с тпадтшсш?ыми методами анализа угленосности, -л ' .'à . • 7

позволяющими получить общие сведения о ней в крупных стратиграфических интервалах (до серии включительно), использован анализ по группам сближения рабочих пластов. Последние устанавливаются в разрезе по резкому увеличению мощности разделяющих безугольных слоев (условно более 50 м) или при наличии в безугольном слое меньшей мощности 2-3 нерабочих (менее 1 м) угольных прослоев, а также по изменению флори»-: стического комплекса. Труппы сближенных пластов позволили оценить характер изменения промышленн9й угленосности в разрезе и на площади на разных временных уровнях, а с учетом палеотектонических и палеогеографических особенностей формирования угленосной толщи реконструировать позднепермское торфонакопление. Последнее осуществлено на основе построения карт угленосности на шести стратиграфических горизонтах, ряда морфологических профилей, cji.eM размещения основных мощг ных угольных пластов и их корреляции. Закономерности, выявленные ;при проведении палеopeконструкций, были положены в основу прогноза промышленной угленосности. ,

Прогноз морфологии угольных пластов, ' глубин их залегания, выделение горизонтов комплексной отработки угольных пластов в пределах месторо;кдения и на этой основе выбор наиболее . перспективных объектов-геологоразведочных работ производящей с" привлечением следующих графических построений: корреляционных разрезов угленосной толщи, схем геологического строения месторождений-, морфологических разрезов угольных пластов. Расчет прогнозных ресурсов, произведен "по следующим параметрам: суммарной мощности угольных пластов,, площади участка, и принятого для подсчета коэффициента достовернос-. ти - 0/3-0,4. ' -,

Обработка фактического материала, а.также.данных, заимствованных из опубликованных и рукописных ''работ, проводилась с помощью перфокарт. По каждому виду исследования были созданы массивы, из которых выбирались данные для 1 решения поставленных задач). ,

КОРРЕЛЯЦИЯ ОПОРНЫХ РАЗРЕЗОЬ УГЛЕНОСНЫJÎ - " . ОТЛОЖЕНИЙ

Верхнспермские угленосные отложения казанского 'и.татарского ярусов в опорных разрезах северной части Пре/дуральс-

8 - '

кого краевого прогиба (Печорский бассейн) отвсчлют печорс— кой серии. В Коротаихинской и северном крыле Коры ,.Рогов-ской впадтпгах в ней выделяются две свиты —.нижняя сэйдш/с— кая п верхняя тальбейская. На угольных месторождение западного склона гряды Чернышева (Тальбейсксм,, Средне-Лдзьвип-ском) нижняя свита носит название "исагаосской", на месторождениях южных частей гряды Чернышёва и Косыо-Рогово-ксй впадины — ощьельскои". В северной части Печорской сине-шнгзы верхнэпермскап толша, специфического названия но нмэ-ет и гралпла ме>:шу казаисллм и татарским ярусами не уста-навшгоается,

В Печорском О'лссойне корреляция угольных пластов пред--ставлпет довольно,слокснуга задачу. ■ Трудность увязки разрезов Печорсл!;:"; .серил, свлпанпая со слабой изученностью этих'от-ложэипй, услоп.чпми мпогояластовой толщи, изменчивостью угленосности по площади, а та:жз отсутствием устойчивых мар~ snpyromrac горизонтов, привела отдельных исследователе:'! к г.ы-зоду, что тлипя увязка на значительной площади певезмог.ча» Этл с^стоз-.гс-льстса прздопрзгол''ли наш выбор для цело!'; i:cp-р.1 лглгг' ;чтзрвалс0 промышленной углеиасыщснпосИ-.' Дакиые бяэстрат'л'рчфяк нодтз^рл":лг; пгс-зомериость их аыдолепга* (тлблД).

В ссог-дом резр-оза углонос-'-лп; ст~ожзнлй е;азалс:гого п татарского ярусс?-. северно:! части ПечсрскоП; области выдол&зюа шэсть плчзрвашоз промышленной -тнсипсьияотоосг.'т.

В олсрпьк; ппсрозах отложили 'i погрей пермп количество сблга;а::пых лпгстсп в шг,с п мотчстх» имсгыиошпх отложений. со-ф~Г),гптсл, по увелхтатается мслтт-ость отдельны:: пластов,.

Дл-1 г.а:.чдого г:з шести иятуроапоэ углонаськдоипсстк отпо-Г'аппц т-агслсго и татарского глуссгз (печорской серлп) характерно лалк-ггз аиста;гх л ггзгрхыснип-дх угольны;: пластов (лл-стк РогозсгсоЛ, Иечелс;;?:^, Адзкятасхлй п друггго) ::ли its ресс?пл2'л!л.!х аналогов»

Корреляция отдохоляй • позволила установить отио-

ептелькый веор-,ст_лсследогатсл^костл слооз п, таким образом, З/точштгь 'этгетпога, ранее спорную, границу. печсрскоЛ сэряк, с^оррояг.рсвать группы силллигллкл угольных пластов на максимально (5сяьшзй площади и установить Г'Л морфологичэешхз пзыелелпл (в частности проследить псссек-эстиое расщаплелпо'

пласта Роговского, установить слитные зоны, помимо известных, длД пластов Неченского, Адзьв'инского, Ватьярского.

Результаты осуществленной нами корреляции опорных разрезов позволяют с большей детальностью, чем это было возможно'ранее при такой слабой изученности объекта, выяснить палеотектонические условия формирования угленосных отложений казанского и татарского ярусов. Стратифицированные интервалы промышленной угленосности могут быть использованы в качестве надежного критерия прогноза.

. ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕПЁРСКИХ УГЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Для изучения тектонических условий'формирования угленосных отложений казанского и татарского ярусов территории была осуществлена их реконструкция, которая выразилась в построении карт изомощностей скорости опускания седиментаци-онной Поверхности, литолого-стратиграфических и ландшафтно-тещонйческих профилей, сопоставления разрезов по этапам тектонической стабилизации и на основеполученцыхданных составлении палеотектонической карты казанского,и татарского времени.- , ... ; . '

Проведенная палеореконструкция позволила автору сделать следующее "заключение о тектоническом' развитии территории и ее структуре в казанско-татарское время. • '

В связи с проявлением позднегерцннской*(пфальцской) фазы токтогёнеза, на Урале к этому времени усилился процесс интенсивного горо9бразования. Тектоническая активизация начала поздней перми проявилась в Тимано-Печорской области в > дальнейшем углублении и расширении краевого прогиба. С начала казанского века прогибание'охватило, всю территорию от Уральской складчатой области до Печоро-Кожвинскпго вала. По его интенсивности на рассматриваемой территории обособились три субмеридиональные зоны: восточная - интенсивного, прогибания (мощность отложений 900-3500 м), центральная - умеренного прогибания (600-900 м); западная - замедленного прогибания (200-500 м). ' " д

Общеизвестно, что накопление растительного материала яв-» пяется следствием стабилизаиги тектонических дгкгчений. В этой связи многопластовые интервалы промышленной углзнасы-аъ , , .

Таблица 1

Краткая характеристика флористических комплексов в опорных разрезах

печорско;! серии

Серия " & »—> я и с; а л и С Л и с? а а я а а> Оч « Ф и ё ^ я Лона ( ф л о р "и с т к ч е с к и й ж о м п л е к с)

По iMypcвьe-ву И.С.Д987 Махаркхинскяй Салю;;ш1ский Кушшорский разрезь1 По автору

Шарыо-Заострен-ский, Средне-Адзьвлнсккй, Тальбейс, и Воргаш. ХейягянскшЧ Н ям д пне кий Мсретыский силовский разрез

« , сЗ М и • а. о и* ш с « а, о я «я а т о зЭ о ю л 1 с1еп Аго г^ке г аЬ И1 о р з из зиоуегиез ЛиШНа с£ зупепзЬз )

2 УйэтаеП а ьупепз1з ЛйгуаеПа зупепзЬз Рзу^гторкуПиш. ехраозит. Prtnaclocppteris утигъа

3 Ра1аести1е11а ухяепс1-Р. тегаса Palo.et.irvu.teUa уиспаа-Р. тегаса Ра1а§ота1е11а у^епаа-Р. тегаса СЖЬс^еса petsch

Н к сз <з м 2 о о Э 2 д » с 03 ® й и ~ 4 СопстпеИа cf раз'скока СопашнеПа' cf р-х'сгшгсэ ЬареорКуПит \concinna (йщ:- (ЛайойШеЬеэ' пугМётп На11е

A3ith.rac.on.auta иг а! 1с а

5 ' Ал-Шгасопадеа _ и га 1 ¿с а An.th.racon.auta игаНса А л,t И. г асо п а и^а ига^са

6 Б рке;гор1гу! 1ипг ЛаскезгЬггд! Рзсор1епз ап±тс1{оНа Реа^еНг с£ ап^гйз^оНз ¿а!

г '. в я ь к с о

щенности, выделяемые в разрезе, отражают этапы опускания в указанном режиме, а широкое площадное распространение ха-т -рактерного для каждого интервала флористического комплекса указывают на широкие масштабы стабилизации тектонических движений на каждом этапе. Таким образом дифференциаций опускания по тектоническому режиму происходила II во времени и характеризовалась шестью этапами тектонической стабилизации, при которых периодически уменьшалась скорость опускания поверхности седиментации, сокращался привнос терри— генного материала и накапливались пачки тонкозернистых пород и мощных торфяников. В пространстве эти этапы проявлялись по-разному. Это было связано с неравномерным, опусканием" в поздней перми трех крупнь1Х тектонических блоков — Коротаихинского, Косью-Роговского' и Большеземельского, что установлено по расчетной скорости опускания. Исходя из этих данных сделано заключение о наибольшей мобильности Коротаихинского блока (300 м/млн.и ), меньшей мобильности Косыо-Роговского блока (141 м/млн. д) и относительной стабильности, Большезельского блока (75 м/млн.л).' • <

* По характеру изменения скорости опускания структуры,продолжительности этапов стабилизации установлено, что отдельные части крупных блоков на общем фоне Выделялись' меньшей интенсивностью- опускания,. Эти различия определяются как принадлежностью стабильных частей к блокам разной подвижности, так и тектонической природы их возникновения (вблизи структур -древнего заложения, глубинных разломах северо-западного простирания и на субмеридиональных разломах-надвигах глубокого заложения).

, Образованная в течение-казанского'р татарского векой структура северной части Тимано-Печорской области по значив тельным масштабам прогибания, его сложной дифференциации:, осложненной возобновившимися в начале позддей перми блоковыми движениями, не отвечает понятию краевого прогиба. . , .

На основании проведенных' исследований автор пришел к выводу о том, что. Предуральсшхй краевой прогиб завершил евса развитие в уфимском, веке. С казанского века-северная часть Предуральскйго'прогиба итерритория к западу от нее (до Пе-чоро-Кожвннского вала) преобразовалась в единую обширную . область дифференцированього прогпбанцд, в границах которой были созданы оптимальные условия для мощного торфонакоя- -л^ния, • . - - •; •■ '

12 1

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРХНЕПЕРМСКИХ УГЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

На основе анализа и обобщения данных, о литолого-фаштль-ном, гранулометрическом, минерало-петрографическом сост^ше-. пород и углей рассматриваемого региона автор пришел к выводу о том, что формирование угленосных отложений казанского и татарского ярусов происходило в четырех палеоландшафт-ных зонах: восточной (Предуральской) предгорной низменности (шириной до 50 км), центральной-предгорной равнины (шириной 60—100 км), западной-иркбрежной низменности (шириной до 200 км) н юго-западной-мелкого рельефа (шириной до 100 км).

Зона предгорной низменности намечается в виде узкой полосы, примыкающей с запада к Уральской складчатой системен Здесь получили распространение пролювиальные, делювиальные, русловые отложения временных потоков и горных рек, а также озерно-болотные образования. Характерные'формы палеорелье-фа-конусы выноса и ложбины между ними. В .тектоническом плане-отвечает области интенсивного прогибания, конусы выноса приурочены к отрогам поперечных палеоподнятнй Урала.Для этой зоны характерна частая; фациальная изменчивость.

Зона предгорной аллювиальной равнины располагалась к западу от зоны предгорных ложбин в виде широкой полосы сложной конфигурации. Она характеризовалась развитием русловых,, пойменных, старичных и дельтовых образований мощных аллювиальных потоков, а также почзенно-'элювнальных, болотных отложений. В пределах этой зоны периодически возникали положительные формы рельефа: прирусловые отмели и гривы, крупные намывные дамбы, песчаные отмели надводной дельты, на которых создавались наиболее благоприятные условия для мощного торфонакопления. В тектоническом отношении предгорная равнина отвечала зоне умеренного прогибания, а положительные формы палеорельефа стабильным частям крупных блоковых структур»' Механизм формирования этой ландшафтной зоны, по •нашему мнению, состоял а следующем. При существовании режима тектонического опускания в северной части Тимано-Пе-чбрсггсг! области в.-казаиско-татарское время возрастала мощность руслового и пойменного аллювия.' При более быстром о'ггускашш возрастающая мощность русловых осадков приводила

'■■"■'■' "-.'У-- ■ " . 1а

к образованию в пределах участков стабилизации тектонических движений намывных положительных форм рельефа (по .П.Г.Панову, 1966). На определенных. этапах стабилизации (замедления) опускания области процессы аккумуляции затухали и происходило повсеместное заболачивание, отмеченное в разрезах интервалами промышленной угленасыщенности. Слабо обводненные болота возникали в пределах положительных форм рельефа (отмелей, кос, гривов), обводненные заиливающиеся — в поймах и старицах палеорек. Таким образом^ большая часть территории, отвечающая тектонической зоне умеренного прогибания, представляла собой предгорную равнину, на востоке и северо-востоке которой в формировании верхнепермского разреза принимали участие .горный аллювий, на западе и юго-западе - опресненнолагунные и дельтовые отложения. Она имела слабый наклон к западу, развитую сеть крупных и мелких водотоков, беруших свое начало в предгорьях Урала, проделывающих сложный путь на запад к обширной лагуне-озеру, с последовательным образованием конусов выноса, отмелей, русловых и прирусловых кос, пойм, стариц, гривов и межгривовых впадш!, а при впадении в лагуну-озеро - сложной дельты.

Зона прибрежной низменности связана постепенным переходом (смена осадков надводной дельты подводной, усиление роли образований опресненной лагуны) с. расположенной восточнее зоной предгорной равнииы. Фациально разрез угленосных отложений представлен лагунными, опресненно-лагунными, дельтовыми, озерно-болотными отложениями. В этой зоне периодически создавались оптимальные условия'для мощного, тор-фонакопления на обширных периферийных площадях.

Зона шельфа связана с зоной прибрежной низменности цепыо прибрежных заболоченных отмелей (маломощные линзы угля).

Намоченные палеоландшафтные зоны, локальные формы пс~ леорельефа могут служить критерием для прогноза промышленной угленосности в целом, так И отдельных угольных пластов. .

ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ■;

ПОЗЛНЕПЕРМСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ. УГЛЕНОСНОСТИ

Проведенное сопоставление разрезов и корреляция основных мощных и сверхмощных угольных пластов: Роговского, Адзь— винского, Ватьярского, Неченского, 9, 10, 11, Г^, б , на ос-.

нове палеореконструкций позволило уточнить некоторые особенности образования рабочих угольных пластов в казанском и татарском веках.

Мощнье и сверхмощные угольные пласты приурочены к двум тектоническим зонам: умеренного и слабого прогибания. В палеогеографическом плане размещение их определяется границами предгорной аллювиальной равнины и прибрежной низменности. Слитные зоны пластов приурочены к участкам периодически замедленного опускания крупных тектонических блоков.

Участки стабильного медленного опускания, к которым приурочены эти пласты, представляли собой в палеогеографическом плане системе положительных (гривы, дамбы, надводная часть дельты) и отрицательных (понижений и ложбин) форм палеорельефа и характеризовались длительным сохранением ус- ■ ловий, благоприятных для мощного торфонакопления. Расщепленные аналоги мощных и сверхмощных пластов приурочены к мобильным частям крупных тектонических блоков. В палеогеографическом плане они отвечают области обширных пойм, стариц, зарастающих озер.'

Образование тонких рабочих угольных пластов, по мнению автора, обусловлено общим спокойным опусканием области торфонакопления в условиях выравненного рельефа обширного торфяного болота. При усилении опускания торфонакопление прекращалось на всей площади. Поэтому чем тоньше пласт, тем он выдержаннее по площади. Природа общего опускания различна.

В одном случае опускание поверхности субстрата происходило под тяжестью осадков после юс ураганного привноса в область седиментации» перекрытия ими угольного пласта с последующим • выравниванием рельефа. Прекращение обильного привноса терригенных осадков приводило к повмесестному тор-фонакоплешяо,- Этот сл учай характерен для мобильных частей области, располагавшихся вблизи источников сноса (восточный п северный борти Коротагоашской впадины). В другом случае, сначала происходило опускание и обводнение мобильных частей .. области торфонакопления, а затем накопление здесь умеренно . привносимого материала более мелкозернистого, часто углистого и слабоуглистого, перекрывающего угольный пласт. При полной компенсации происходило выравнивание рельефа за счет ' выполнения- осадками отрицательных его форм, 3тот случай

характерен для с -ласти седиментации на некотором удалении с»; от источником сноса (западный борт Кось—Роговской впадины и северная часть Печорской синеклпзы).

В результате реконструкций условий торфонакопления установлены следующие закономерности:

1. Масштабы распространения промышленной угленосности определяются границами позднепермской области дифференцированного прогибания, разместившейся между Уральской складчатой системой на востоке и Печоро-Кожвинским валом на западе, v-i мосте северной части Предуральского краевого прогиба и . ;ьшоземельской платформенной депрессии;

2. Характер размещения промышленной угленосности по илошади обусловлен в региональном палеотектоническом плане разной интенсивностью прогибания области. Максимальная промышленная угленосность приурочена к двум субмеридпональ— ным зонам: умеренного прогибания с суммарной мощностью угольных пластов 50—80 м и слабого стабильного-прогибания со значениями этого показателя до 75 м.

В палеогеографическом плане эти зоны отвечают предгорной аллювиальной равнине и прибрежной заболоченной низменности;

3. В разрезе угленосной толшп максимумы угленосности размещены на шести стратиграфических уровнях. Фазы промышленного углеобразоватш обусловлены периодической стабилизацией тектонического рожима опускания поверхности седиментации;

4. Мощные угольные пласты и максимумы промышленной угленосности приурочены к стабильным частям крупных теи-тонических блоков, В палеоландшафтном плане участил от£'?чс.-ли положительным формам. палоорельефа (прирусловые отмзл.и, гривные зоны; оишипаые дельтовые отмоли па предгораой аллювиальной равшше, конусы выноса временных потоков, заболоченные песчаные бары в пределах обширной. лагуны прыбрелзюй низменности);

5. Если тектонический режим (скорость'опускания) обуоло-' вливает мощность пластов, то палеогеографические условия ь большей степени определяют • их строение п выдержанность/Гак, пласты,- образовавшиеся на предгорной аллювиальной равшше

в пределах прирусловой отмели н в периферийных частях грц-вных зон, имеют умеренно сложное строение, па дельтовых 16 . . . ' '

отмелях — очень сложное, с частыми замещениями угля углистыми аргиллитами; в пределах пойм и стариц получили развитие маломощные расщепленные аналоги слитных мощных пластов,'имеющие относительно простое и умеренно сложное строение. Пласты, образовавшиеся в пределах конусов выноса, имеют относительно простое строение. На песчаных барах и за пределами конусов выноса - расщепляются, не выдержаны по площади и мощности и умеют умеренно сложное и простое строение.

ПРОГНОЗ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПОЗД НЕ ПЕРМСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ УГЛЕНОСНОСТИ

На основе изучения закономерностей размещения и условий формирования угленосных отложений казанского и татарского ярусов намечены основные критерии позволяющие осуществить прогноз и перспективную оценку позднеперской промышленной угленосности северной части Тнмано-Печорской области на двух уровнях — региональном и локальном.

Определены следующие критерии прогноза: тектонический (структурный), палеогеографический (палеоландшафтный), па-леофациальный и стратиграфический.

К тектоническим (структурным) критериям прогноза на региональном уровне относятся следующие: выделяемая позд-непермская область дифференцированного прогибания, для определения границ распространения промышленной угленосности; зоны разной штенсивности прогибания, для устанрвления характера изменения промышленной угленосности по площади; этапы тектонической стабилизации, для выявления особенностей изменения промышленной угленоснрсти по разрезу.

На локальном уровне прогнозная оценка угленосности осу-пы'отвляялсь по ряду критериев, к которым относятся в первую О'.чрдъ: тектонический (разная скорость опускания техтонн-чостя. блоков), позволяющий установить на площади характер размещения, веТшчТшу макисмумов промышленной угленосности -п изменение мощности угольных пластов, а также палеогеографический (пало о ландшафтные зоны) п стратиграфический (грулим сближенных пластов) для прогноза выдержанности уг-лопоспсЛ тол-лл. п угольных пластол на* площади и продолжптель—

и/

Характеристика угленосности северной

на основе

АЛ'/- Т>. ктони-п/1 чес кие блоки, па-леогео-графическая зона Мощн. угленосных от ложений в метрах Основные угольные - пласты, их мощность в метрах Участки внутшблоковой

м о б и л ь

сумма мошн. угол, пластов к-во угол, пластов, мощн, угле-насыщ. инт-лов, м конг- . ломе— рат, гравелит

1 Коротаи- ХИНСКИЙ, предгорная равнина, отмели пойма 8003500 "Иорданский" 7 м -6м 44,7 31,3 24 Силовсн А -28 2500 :ое -39 48-60

И. Косыо-Ро-говской, предгорная равнина-гривы, поймы, старицы 800- "Рогове— Сейдинское 2000 кой", А* - 19 - 37 % 30 м, "'Неченс- • ■ . ' • кий," 20м 48,6 29 850 -

^ Больше-земельс— кий,прибрежная низменность,конус выноса,надводная дэльта 200- ''Адзьвшг- 20 скв. 11-Мшшзань 600 ский," 25м, 20 6 500 -ХП-21 м, 3-й,7-й, ; 12-й - до Юм • . '.'.'•'

Таблица 2

части Тим ано-Печорской области пале оре конструкций

л и (b tb е р е н п и а ц л и

н ы й ста б и л ь н ы й

Гранулометрич. состав, % сумма мошн. угол, пласта, к-во угол, пластов, мощн. угле— насыш. инт-лов, м Гранулометрический состав, %

песча- алевро-нлк лит, аргиллит конгломерат, гравелит песчаник алевролит аргиллит

Паэмб ойское А* место] 16 эождений 49 %

месторождение 9-21 2-28

31 2700 60/70 Янгарейское месторождение

Ad- 28 - 40 % 17,7 9 146 5-10

15-20 5-10

50-60 30-40

месторождение Верхне-Роговское месторождение

Ad - 13 - 35 %

30-40 60-70 47,0 12 330 2^3 40-45 .40-00 Воргашорское месторождение АА - 12 - 38 % ......ÍO','6 -10 ' -90 . 2-3 35-40 50-60

скв. № 149 - Нарьян-Мар 10-15 85-90 57 10 . 88 - до 30 до 70

Кушшорское месторождение Ad - 18 - 23 % 80 10 350 - 16-30 73-90

Ватьярско-Адзьвинское - ' месторождение .

52,6 17 720 - 50-70 30-50

ности условий торфонакоплеиия на разных стратиграфических уровнях.

К палеофаииальным критериям, позволяющим на локальном уровне прогнозировать морфологию угольных пластов в пределах площадей, месторождений и участков, относятся выделяе-. iMыe детально фаниальные обстановки и образованные ими формы палеорельефа.

В результате прогноза по установленным критериям намечены границы области (бассейна) промышленной угленосности, восточной траншей которой являются западные отроги Центрально-Уральского поднятия, а западной — Печоро-Кожвинский вал и с веро-западное его продолжение - Малоземельекий вал; выделены угленосные районы в траншах зон разной интенсив-, ности прогибания — Восточный, Центральный и Западный; угленосные площади — в границах крупных тектонических блоков - Коротаихинская, Косью-Роговская, Большеземельска я, участки максимальной промышленной угленосности и развития мощных и сверхмощных угольных пластов г^ (Иорданский), б^, Роговской, Неченский, Адзьвннский и др. - в траншах стабильных частей крупных тектонических блоков; намечены области распространения невыдержанных угольных пластов в пределах палооландшафткой зоны предгорной низменности, отно-ситсльно выдержанных - на предгорной аллювиальной- равнине и выдержанных угольных пластов в прибрежной низменности; установлено развитие слитных, пластов относительно простого . строения в пределах прирусловых отмелей, конусов выноса, умеренно сложного строения — в гривны х зонах, косех, сложного и чрезвычайно сложного - на расчлененной долЬтовой поверхности (табл.2).

На основе данных о промышленной угленосности, полученных в результате палеореконструкций, в пределах выделяемых . структурных и пале о ландшафтных объектов, рассчитана Еелн-чш1а суммарного рабочего угольного пласта на-участие Запальном Большеземельской площади с недостаточно выясненной уг-~ , леиосностыо, которая составила 55 м.

На вновь выделенных месторо>кденнях, участках ц. площа~; дях подсчитаны, а на рацее известных-уточнены прогиогныэ ресурсы, которые составили 221,9 мпрд.т. Прирост ресурсов : • •за счет новых площадей составил 90,5 млрд»тв!

Намечаемая очередность проведения,попскоьо-разьедочных '20.. ■ . ■ ■•■ . . ;■-...•■

работ на перспективных объектах, помимо величины угленосности и морфологии угольных пластов, учитывала качество угля и допустимость для извлечения. С этих позиций к числу первоочередных отнесены: Янгарейско-Хейягинский участок,Ня-мдинское, Восточный участок Коротагоашской площади, Берган-тымыльский и Юсь-Иольсхий участки,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволили автору вынести на защиту следующие положения: •

1. Главной региональной закономерностью формирования и размещения угленосных отложений казанского и татарского ярусов в северной части Тимано-Печорской области является " их приурбченность к трем тектоническим зонам: восточной -интенсивного прогибания, центральной - умеренного прогибания, западной - медленнох'о прогибания, осложненного разноскорост-иым опусканием крупных и мелких тектонических блоков в границах области дифференцированного прогибания. В палеогеографическом плане этим тектоническим зонам соответствовали три палеоландйтфтные зоны: предгорная низменность, предгорная аллювиальная равнина и прибрежная низменность.

2. Главной закономерностью локализации угленосности является образование в пределах обширной речной долины и прибрежной низменности целого ряда положительных форм рельефа, благоприятных для мощного торфонакопления. В тектоническом отношении они отвечали стабильным частям крупных тектонических блоков. Эта закономерность отршаёт" сущёствуюиюё предстаи-йеТше1 о мощном торфоиаколлемни в поздней перми в пределах

лагуны-озера; и зоны "барьерных островов.

3. Поздпспермское торфонакопление характеризовалось шестью фгза,мп, По времени они отвечали этапам стабилизации тектонических движений, Мощные слитные пласты и максимумы угленосности на всех временных уровнях приурочены к стабиль-ним участкам- тектонических блоков. Строение и выдержанность 7/годьных пле.стов обусловлены конкретными палеоландшафтными осламп")! фаупалыгой обстановкой )"пс образования.

- 4Л оснрвнммп критериями прогноза промышленной угленосности ладятся:, палеотекгонетеский,' палеогеографический, па-лло«Ьгэд1а»?Ы1Ый л стратиграфический. Их использование позволи-

21

ло на региональном уровне уточнить границы области распространения угленосности, перспективных районов, на локальном уровне - выделить площади, месторождения и участки с наиболее благоприятными геолого—промышленными параметрами, прирастить прогнозные ресурсы угля по категориям Р^ в количестве 00 млрд.т, наметить первоочередные объекты для проведения геологоразведочных работ: Янгарейско—Хейягинс-кий, Восточно-Каротаихинский, Бергантымыльский и другие.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Палеотектонические особенности формирования, геоструктурное положение и оценка перспектив угленосных отложений Востока Русской платформы и Урала (соавт,В.К.Кабалов, П.П.Погребнов) - В кн.: Методика разведки, повышение качества и эффективности геологоразведочных работ на твердые горючие ископаемые. Тезисы докладов У Всесоюзного угольного совещания, Ростов-на-Дону, 1977, с.42...

2. О некоторых особенностях морфологии угольного пласта ''Мощного'' в пределах Воргашорского месторождения Печорского бассейна. - В кн.: Геология и разведка угольных месторождений. Тезисы докладов-к У1 территор.геологич.конф.моло-дых ученых и специалистов. ДонбассНИЛ, Ростов-на-Дону, 1978, с.11-13, . •■/,■.;',

3. Палеогеографическая и палеотектоническая зональность

и распространение верхнепермских отложений в Тимано-Печор-ской области. - В ich.: Образование угленосных формаций и размещение угольных бассейнов. Тезисы У1 Всесоюзного геологического угольного совещания, ч.1, Львов, 1980, с.182-184. . ■."• .

4. Палеотектонические и палеогеографические особенности формирования пермских отложений в Тимано-Печорской области (соавтор В.К.Кабалов) - Известия ВУЗов, сер. "Геология v . и разведка", 1981, № 6, с.33-37.";7;.Ч'Г.';v

5. Прогноз угленосности к возможные ресурсы углей западной части Тимано-Печорского региона. Тезисы докладов УП Всесоюзного геологического угольного совещания, ч.1, Ростов-на-Дону, 1981, с.47-48; , .3 ■".'.„• '-'*•.: tv^l,'¿^/Vv-

6. Особенности развития северной.части: Прёдуральского краевого прогибания и условия накопления пермских'угленосных

отложений, Ростов-на-Дону, 1985, 13 с. (рукопись доп. в ВИНИТИ).

7." Критерии прогнозной оценки промышленной угленосности верхнепермских отложений северной части Тимано-Печорск.ой провинции. - В кн.: Основные направления научно-технического прогресса при поисках и разведке твердых горючих полезных ископаемых. Тезисы докладов УШ Всесоюзного угольного совещания, ч.2, 1986, с.88-89.

8. Особенности сопоставления разрезов слабо изученных угленосных отложении и корреляции угольных пластов печорской серии в северной части Т1£мано-Печорской области. Ростов-на-Дону, 1990, 20 с. (Рукопись деп. в ВИНИТИ).

ПРОГНОЗ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПРОМЫШЛЕННОЙ УГЛЕНОСНОСТИ ОТЛОЖЕНИЙ КАЗАНСКОГО И ТАТАРСКОГО ЯРУСОВ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ ОБЛАСТИ

Подписано в печать 13.03.1991г.

Формат бумаги 60x90 Г/1.6.3аказ 7-91 . Уч0-лзд.л 1,О.Тираж ЮО.Бесгшатно

Отпечатано на ротапринте ВНИГРИуголь 3 44104,Ростов-ла-Д ону .лр.Стачхш,200/1.