Описание петрографического состава углей Печорского угольного бассейна

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Описание петрографического состава углей Печорского угольного бассейна

25.04.2020

Полосчатая текстура углей обусловлена чередованием линзовидных полосок витрена с другими типами углей и меняется от тонко- до крупнополосчатой и от редко- до густополосчатой, что в основном зависит от мощности полосок витрена и густоты их расположения. При этом общее количество макроскопически видимого витрена в различных разновидностях печорских углей колеблется в широких пределах.

Все разнообразие петрографического состава печорских углей укладывается в восемь основных петрографических типов (табл. 29). Наиболее распространены в бассейне дюрено-клареновый и кларено-дюреновый полублестящие типы угля. Оба типа вместе составляют для основных месторождений бассейна в углях воркутской серии 60—80%, в печорской серии содержание этих типов угля в среднем ниже и выражается в 20—50%. В них преобладают гелифицированные и фюзенизированные остатки растительных тканей. Структурный витрен можно встретить в любом районе бассейна в дюрено-кларене или кларено-дюрене. Ксиловитрен встречается редко, ксилен единичен. Иногда наблюдаются округло-овальные гелифицированные тела ксиловитреновой структуры или бесструктурного витрена. Гелифицированные компоненты печорских углей по природе неоднородны, о чем можно судить по различию их оттенков: один из них в проходящем свете имеют красноватый цвет, другие — оранжевый. Отличаются ли эти компоненты по химическим и технологическим свойствам, не выяснено; пока нет оснований для приравнивания оранжевых гелифицированных микрокомпонентов к «ксиловитренам» восстановленных углей Донбасса.
Описание петрографического состава углей Печорского угольного бассейна

В слабометаморфизованных углях верхневоркутской свиты и печорской серии гелифицированные фрагменты, сохранившие структуру растительных тканей, обычно двухцветные, причем проводящие и механические ткани растений при гелификации приобрели красновато-оранжевый цвет, а внутриклеточное вещество и нежные ткани паренхимы — более густой красный.

Фюзенизированные микрокомпоненты представлены главным образом мелкими (длиной около 0,1 мм) бесструктурными линзочками и угловатыми частичками, фюзенизированными обрывками типа витрено-фюзена и фрагментами (линзочками длиной до 1 мм) ксиловитрено-фюзена и реже ксиленофюзена. Встречаются крупные фюзенизированные обрывки, видимые невооруженным глазом. Интенсивность фюзенизации остатков растительных тканей, в том числе и микринита, бывает различной: от очень слабой до сильной. Преобладают семифюзенизированные растительные обрывки, имеющие под микроскопом темно-коричневый цвет в проходящем свете и белый или серовато-белый — в отраженном. Типичный фюзен в углях бассейна встречается редко. Помимо фюзенизированных обрывков и разнообразных фюзенизированных фрагментов тканей встречаются округло-угловатые тела различной степени фюзенизации и изредка — участки фюзенизйрованной основной массы.

Лейптинит чаще представлен микроспорами, обрывками кутикулы и реже — макроспорами и смоляными телами. Липоидные разновидности углей встречаются редко и в пластах воркутской серии только в виде тонких прослойков мощностью не более 10—20 см. Иа западе и юге бассейна в печорской серии иногда встречаются пропластки угля, целиком сложенные смоляно-кутикуловыми или споровыми дюренами и кларено-дюренами. Размер смоляных и смолообразных тел изменяется от нескольких микрон до 2—5 мм.

По величине микрокомпонентов угли разделяются на следующие разновидности: 1) десмитовые с размером компонентов меньше 0,1 мм; 2) аттритовые с размером микрокомпонентов 0,1 мм по мощности и до 0,2 мм длиной; 3) фрагментарные, состоящие из фрагментов — остатков ксиловитренофюзена и реже — ксиленофюзена и других микрокомпонентов толщиной до 0,5 мм и длиной до 1 мм; эта разновидность делится на мелкофрагментарные (до 0,5 мм длиной) и крупнофрагментарные (до 1 мм длиной); 4) фрагментарно-аттритовые при содержании аттритовых частичек около или более 50%; 5) аттритово-фрагментарные при содержании фрагментарных включений около 50% или более.

Минеральные примеси в углях Печорского бассейна представлены главным образом приносными зернами кварца диаметром от 0,01 до 0,1 мм, число и размер которых всегда возрастает от кларена к аттритовому дюрену. В витрене они практически отсутствуют. Реже встречаются кремнистые обломки и халцедон.

Второе место занимает глинистое вещество, встречающееся в виде линзовидных скоплений и отдельных чешуек, либо заполняющее поры фюзена. Большие количества глинистого вещества обычно ассоциируют с гелифицированной массой угля, тогда как кварц в значительном количестве встречается вместе с большим количеством окисленных микрокомпонентов. Среди глинистых минералов в углях А.Н. Шулеповой были обнаружены каолинит, гидрослюда и их агрегатные смеси.

Из аутигенных минералов наблюдаются сингенетические конкреции сидерита и доломита, разнообразные включения пирита и, возможно, марказита. Все эти минералы чаще или исключительно (например, сидерит) встречаются в гелифицированных микрокомпонентах. Включения пирита весьма разнообразны по величине, но чаще попадаются очень мелкими зернами — до нескольких десятков микрон в диаметре — и наблюдаются в любом типе угля. Установлено, что большее количество сингенетического пирита присуще углям верхневоркутской свиты, особенно в Интинском и Воркутском районах. Наоборот, в углях северной части бассейна включения пирита довольно редки.

Эпигенетические пленки кальцита наблюдаются по трещинам кливажа и наслоению. Очень редко в высокометаморфизованных углях встречается по трещинам халцедон.

Строение петрографических типов угля приводится ниже.

Витреновый (блестящий) тип угля. Состоит этот уголь из витрена и небольшого количества других ингредиентов (сложных или простых). По текстуре он может быть штриховатым — при включении между отдельными линзами витрена фрагментов фюзенизированных тканей или полосчатым — при чередовании витрена с полосками сложных ингредиентов. Общее количество витринита (гелифицированных компонентов) колеблется от 85 до 100%. Это наиболее хрупкий уголь. Обычно он обладает наименьшей зольностью и по сравнению с другими типами углей всегда показывает наибольший пластический слой и наименьшую, иногда отрицательную, усадку. Витреновый тип не имеет широкого распространения и встречается в виде линзовидных тел мощностью до 10, очень редко до 20 см.

Клареновый (блестящий) тип угля. В этом типе угля преобладает ингредиент кларен. На втором месте стоит витрен. Наряду с ними могут встречаться все другие микроингредиенты. Уголь имеет штриховатую или полосчатую текстуру за счет включения витрена и реже фюзена, который наблюдается только в виде очень мелких линзочек толщиной не более 1 мм, реже до 2 мм. Общее количество гелифицированных компонентов достигает 80% и более. По физическим и химико-технологическим свойствам близок к витреновому. В углях бассейна встречается очень редко.

Дюрено-клареновый тип угля. Как показывает само название, уголь состоит в основном из ингредиента дюрено-кларена. По сравнению с предыдущим более сложный, характеризуется большим разнообразием микроингредиентов. Помимо дюрено-кларена, в нем всегда имеются полоски витрена и микроскопической величины линзочки кларена, кларено-дюрена, а иногда и дюрена. По размеру микрокомпонентов преобладают аттритовые или фрагментарно-аттритовые разновидности. Общее количество гелифицированных компоненте всегда больше 65% и очень редко превышает 80%, составляя в среднем 75%.

По текстуре дюрено-клареновый тип угля бывает штриховатым или полосчатым и штриховато-полосчатым.

По физическим и химическим свойствам этот тип угля приближается к витреновому и также обычно характеризуется небольшой зольностью и хорошей спекаемостью в углях средней стадии метаморфизма. Дюрено-клареновый тип угля широко распространен в Печорском бассейне и слагает отдельные слои и пачки угольных пластов.

Кларено-дюреновый тип угля. Этот тип угля состоит в основном из кларено-дюрена и витрена. Наряду с этим встречаются другие микроингредиенты и макроскопически видимый фюзен. Микрокомпонентный состав смешанный; преобладают гелифицированные и в различной степени фюзенизированные микрокомпоненты. Липоидные элементы почти всегда имеют подчиненное значение. Общее количество гелифицированных компонентов около 50%, иногда понижается до 45% и повышается до 75%.

По макротекстуре кларено-дюреновый тип угля может быть полосчатым и штриховатым с витреном и очень редко с витреном и фюзеном. По микроструктуре он аттритовый, фрагментарный или чаще аттритово-фрагментарный. С характером микроструктуры связана зольность угля, она всегда больше в аттритовых разновидностях угля, чем в фрагментарных за счет большого количества обломочного кварца. По блеску характеризуются как полублестящие.

Кларено-дюреновый тип угля по сравнению с дюрено-клареновым характеризуется большей механической крепостью, худшей спекаемостью и повышенной зольностью. В Печорском бассейне встречается часто и слагает отдельные слои и пачки пластов угля.

Дюреновый тип угля. Состоит уголь в основном из дюрена и почти всегда содержит макроскопические линзочки или полоски витрена, реже крупные фрагменты фюзенизированных тканей и в подчиненном количестве все другие микроингредиенты. Микрокомпонентный состав обычно смешанный. Преобладают различно фюзенизированные компоненты; на долю липоидных элементов приходится не более 20%. Общее количество гелифицированных компонентов всегда меньше 45%. обычно же около 30%. По макротекстуре уголь чаще штриховатый и очень редко — полосчатый с витреном. По блеску относится к полуматовым.

По характеру микроструктуры угли разделяются на аттритовые я фрагментарные. С аттритовостью, т. е. раздробленностью растительного материала вследствие его переноса, связано большое количество обломочного кварца в угле. В бассейне относительно часто встречаются именно аттритовые или фрагментарно-аттритовые высокозольные разновидиости этого угля. Очень редко можно встретить малозольный дюреновый уголь, обладающий фрагментарной микроструктурой.

Все разновидности дюренового типа угля отличаются большой механической крепостью.

Дюреновый тип угля всегда обладает плохой спекаемостью, дает пониженный (с разницей до 5% по сравнению с витреном) выход летучих веществ. Количество золы в нем, как правило, в 2 или даже в 2,5 раза больше, чем в дюрено-клареновом и кларено-дюреновом типах угля.

Фюзеновый тип угля. Этот тип угля представляет собой скопление фюзенизированных фрагментов, среди которых фюзен и ксиленофюзен составляют не менее 90%. Остальное приходится на слабо фюзенизированые остатки растительных тканей и очень тонкие прожилки гелифицированного вещества. В Печорском бассейне этот уголь встречается очень редко, обычно в виде линз мощностью не более 2—3 см. Отличается от всех других типов угля низким выходом летучих веществ, повышенным содержанием углерода и отсутствием спекаемости.

Липтобиолитовый тип угля. Встречается этот тип угля в Печорском бассейне очень редко в виде тонких линзовидных прослойков преимущественно в верхнепермских отложениях. Известно две разновидности этого типа угля: кутикуло-смоляной и споровый.

Кутикуло-смоляной уголь из верхнепермских отложений состоит почти нацело из смоляных тел и обрывков кутикулы. Между ними кое-где располагается гелифицированная основная масса и большое количество терригенного материала (в основном глинистого вещества и кварца).

Споровый липтобиолитовый уголь состоит из макро- и микроспор и небольшого количества, цементирующего их гелифицированного и фюзенизированного вещества. Такой уголь был встречен в Интинском районе в пласте № 1 верхневоркутской свиты и в других пунктах бассейна в верхнепермских отложениях.

Химическому исследованию уголь липтобиолитового типа не подвергался. Однако естественно ожидать, что он будет отличаться высоким выходом летучих веществ и смол при значительной зольности.

Матовый зольный тип угля. По составу и микроструктуре этот уголь обычно является кларено-дюреновым, реже дюреновым мелкоаттритовым и всегда очень зольным. В нем имеется большое количество зерен кварца и глинистой примеси и поэтому он, приближается к углистому аргиллиту. Иногда в таком угле содержится много рассеянного пирита. Зольность этого угля (Aс) превосходит 30—35% и в некоторых пробах достигает 45—48 %.

Среди фюзенизированных микрокомпонентов в матовом зольном угле преобладают слабо фюзенизированные обрывки и семиксиловин ренофюзен. Содержание лейптинита не превышает 10%, витринит составляет около 50%.

При петрографическом изучении углей участка № 7—15 Воргашорского месторождения выявлен новый для Печорского бассейна тип угля — сапропелевый. Макроскопически этот уголь представлен плотными однородными разностями темно-серого или серовато-черного цвета (в зависимости от зольности). Блеск от жирного до матового, слегка шелковистый. Излом гладкий, полураковистый в зольных разностях со слегка зернистой поверхностью. Слоистость нечеткая, обусловлена чередованием прослоев разной зольности. Под микроскопом в шлифах с двухсторонней полировкой сапропели представлены неслоистыми кларенами, дюрено-кларенами и кларено-дюренами с однородной или комковатой гелифицированной массой, в которой равномерно распределены мелкие форменные элементы: комочки десмита, окисленного до фюзена или семифюзена, большое количество микроспор, редкие обрывки кутикул, слоевища водорослей рода Pila и минеральные зерна, представленные в основном чешуйками гидрослюд и очень мелкими зернышками кварца. Реже встречаются мелкозернистые глинистые агрегаты, сростки каолинита с гидрослюдой, карбонаты, пирит и др. Характерна очень четкая и правильная ориентировка мельчайших элементов шлифа по наслоению.

Дюреновые зольные сапропелевые угли имеют облик обычных матовых зольных углей. При увеличении количества минеральных примесей увеличивается и общая степень окисленности угля — в отдельных дюренах основная цементирующая масса содержит много семифюзенодесмита. Минеральные примеси в зольных дюренах распределены неравномерно, скапливаются в линзы, внутри которых много кварца в довольно крупных угловатых обломках, встречаются и обломки зерен плагиоклазов.

Площадь распространения сапропелевых углей невелика и четко вырисовывается на севере участка № 7—15 Воргашорского месторождения по ореолу повышенной сернистости, зольности, выходу летучих и петрографическому строению пласта «Мощного». В центральной части площади своего распространения сапропели целиком слагают пласт, а в окраинных частях — отдельные прослои, преимущественно в центре разреза пласта.

Зольность среднепластовых проб в этом районе достигает 39% (на 22—25% выше средней зольности пласта). Содержание общей серы достигает 1,4—1,7% при средних значениях для участка 0,5— 0,7%. Выход летучих увеличивается до 38,6% при характерных для пласта величинах 34—35%.

Результаты полукоксования (в %) сапропелевого угля (скв. 1306) и однородного полублестящего угля приводятся в табл. 30.

Микрокомпонентный состав (в %) сапропелевых углей резко отличается от чисто гумусовых (табл. 31).

Образование сапропелевых углей, вероятно, происходило в обстановке зарастающих солоноватоводных озер. По-видимому, более широкое развитие сапропелевых углей следует ожидать в направлении на северо-запад от участка 7—15.

Наиболее четко выявлено изменение петрографического состава по стратиграфическому разрезу, который был детально изучен в интервале от пласта n1 рудницкой подсвиты до пакета E верхневоркутской свиты в центральной части Воркутского месторождения.

Угли рудницкой подсвиты характеризуются постоянством в содержании петрографических типов углей и в микрокомпонентном составе, тогда как для верхневоркутских углей характерны резкие колебания содержания их даже в соседних пластах. Например, пласт к5 содержит менее 20% зольных петрографических типов угля, пласт к6 — более 60%, а содержание витринита в различных пластах колеблется более чем на 20%.

Содержание кварца в пластах пакета N рудницкой подсвиты не превышает 1—2%, в пакете M 4—5%, в пакете К верхневоркутской свиты 2—6%, в пакете I 1—8%. Содержание пирита в углях пакета N около 1%, а в пластах пакета M более 5%. Выше по разрезу колебания в содержании пирита от незначительных количеств до 3%.

Угольные пласты верхневоркутской свиты характеризуются в целом более сложным строением и более пестрым петрографическим составом, чем угли рудницкой подсвиты. Количество дюренового и матового угля в некоторых пластах этой овиты превышает 50%. Почти в каждом пласте наблюдаются прослои углистого или слабоуглистого аргиллита. В пластах встречаются куски окаменелой древесины, зерна и пленки пирита и карбонатов, большое количество кварца и других минеральных примесей. В связи с этим зольность угля всех петрографических типов в пластах верхневоркутской свиты выше зольности угля тех же типов из пластов рудницкой подсвиты.

Угли печорской серии отличаются от углей верхневоркутской свиты еще более сложным строением и большим содержанием в них дюреновых разностей, переходящих в углистый аргиллит. В этих углях сравнительно часто встречаются споровые разновидности дюрена и прослойки липтобиолитовых углей, обогащенных большим количеством смолы и толстой зубчатой кутикулы. Зольность углей печорской серии обычно выше 20%.

Изучение проб углей бассейна в прозрачных шлифах с двухсторонней полировкой позволило выяснить существенные отличия углей печорской серии от углей воркутской серии. В печорских углях почти не встречается однородной гелифицированной цементирующей массы. Подавляющее большинство углей фрагментарные, с четкими структурными фрагментами, как гелифицированными, так и фюзенизированными. Микроспоры более крупные со скульптурными экзинами, часто встречаются макроспоры, а в верхах печорской серии — очень толстые зубчатые кутикулы. Значительная роль в этих углях принадлежит остаткам листовой паренхимы, иногда слабо окисленной. Минеральные примеси более разнообразны и зерна их крупнее. Отдельные пласты содержат большое количество мелких сферолитов сидерита.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: