Метаморфизм углей Южно-Якутского бассейна

На схеме зонального распространения углей различного марочного состава в Алдано-Чульманском угленосном районе (рис. 14), построенной на значительном фактическом материале, наблюдается закономерная взаимосвязь степени метаморфизма углей со структурно-тектоническим строением района.

Изменение метаморфизма углей по стратиграфическому разрезу устанавливается не всегда достаточно четко и лишь в пределах отдельных месторождений. Для определения влияния стратиграфической глубины залегания на метаморфизм углей для основных угольных пластов западного участка Чульмаканского месторождения были рассчитаны в вертикальном разрезе средние показатели выхода летучих веществ. Полученные данные убедительно свидетельствуют о проявлении здесь правила Хильта — уменьшении выхода летучих веществ со стратиграфической глубиной и повышении степени метаморфизма углей от марки Ж к марке К. На основе анализа по отдельным скважинам такая же зависимость отмечается и для Денисовского и Муастахского месторождений, где метаморфизм углей изменяется от КЖ до КО (табл. 11).

Градиент метаморфизма для этих месторождений определяется приблизительно в 1,3 Vг%/100 м. Подобная же закономерность устанавливается и для других месторождений.

В то же время степень метаморфизма углей, например, дурайской свиты и отдельных ее пластов изменяется в сторону увеличения на Чульмаканском месторождении от восточного участка к западному и далее к Денисовскому и Кабактинскому месторождениям. Так, выход летучих веществ для пласта Д15 меняется по этому направлению от 34,5—27,4% (Чульмаканское) до 22,5 (Денисовское) — 20,5 (Кабактинское).

Для Алдано-Чульманского района в целом по химико-технологическим свойствам устанавливается следующий углефикационный ряд месторождений: Восточный участок Чульмаканского — Западный участок Чульмаканского — Якокитское и Денисовское — Кабактинское (Право-Кабактияский участок) — Муастахское, Нерюнгринское и Алдакайское — р. Унгра и р. Алдан. Из этого «ряда» выпадает западная часть Кабактинокой площади, примыкающая ж Нерюнгринскому месторождению, где между зонами развития углей К19 и К13 выходят угли группы КЖ (наклонные шахты 2, 6, 5 и др.).

Из-за несоответствия между петрографическими признаками уг-лефикации и химическими характеристиками одних и тех же типов углей для правильного понимания закономерностей метаморфизма углей в бассейне наряду с анализом изменения их химикотехнологических свойств необходимо привлечение петрографических признаков углефикации.

Впервые определение степени метаморфизма углей в бассейне по петрографическим признакам произведено сотрудниками ИГИРГИ (И.И. Аммосов и В. К. Прянишников) для Чульмаканского месторождения, угли которого они отнесли к стадиям метаморфизма III1—IV1—2.

Сотрудники НИИГА (А.И. Гусев, Е.С. Корженевская и А.В. Лапо), изучая угли Алдано-Чульманского района, отмечают, что они по петрографическим признакам углефикации различаются незначительно. Наиболее резко отличаются угли Восточного участка Чульмаканского месторождения, в которых видна структура основной массы и наиболее отчетливо видны липоидные компоненты. В углях района потеря видимости спор и пыльцы в аншлифах происходит при 25—30% выхода летучих веществ. Гелифицированное вещество в чульмаканских углях остается совершенно изотропным, в кабактинских углях наблюдается уже слабая анизотропия, т. е. степень анизотропности гелифицированного вещества возрастает с повышением углефикации.

В 1965 г. И.С. Бредихиным и А.М. Прилуцким построена схематическая карта распространения углей различной степени метаморфизма в Алдано-Чульманском районе (см. рис. 14).

Путем сопоставления стадий метаморфизма углей по петрографическим признакам и химико-технологическим свойствам (в первую очередь по выходу летучих веществ) между ними устанавливается определенная взаимосвязь, отраженная в табл. 12.

Из карты распространения углей различной степени метаморфизма (см. рис. 14) видно, что наименее метаморфизованные угли развиты на Чульмаканском месторождении (стадии III1—III2 — на Восточном участке, стадии III3—IV и IV1—IV2 — на Западном участке). На Якокитском месторождении угли более метаморфизованы и относятся к стадиям IV1—IV2 (Верхне-Якокитский участок) и IV3—V1 (Нижне-Якокитский участок). На Денисовском и Кабактинском месторождениях развиты угли IV стадии метаморфизма (IV1—IV3). На Муастахском месторождении метаморфизм углей изменяется от стадии IV1 до стадии IV3—V1. Угли Нерюнгринского месторождения по степени метаморфизма относятся к стадии IV1—IV2.

В общем виде закономерности площадного распространения углей по степени метаморфизма, определенной петрографическими методами и по химико-технологическим свойствам углей, близки между собой. Только для пласта «Мощного» Нерюнгринского месторождения отмечается несоответствие степени метаморфизма и химико-технологических свойств. По величине отражательной способности витринита уголь пласта «Мощного» относится к стадии IV1—IV2, которой соответствует технологическая марка КЖ-К19, а по выходу летучих веществ и толщине пластического слоя уголь этого пласта относится к марке К13. Объясняется это своеобразным петрографическим составом угля пласта «Мощного», в отличие от остальных пластов района содержащего значительное количество компонентов группы фюзинита и осветленного витринита, играющего роль отощающего компонента. Между тем пласты угля, залегающие стратиграфически ниже пласта «Мощного» (скв. 7, 9 и др.), но с обычным для южно-якутских углей петрографическим составом, по химико-технологическим показателям (Vг 22,2%; у 27 мм) являются типично коксовыми жирными (КЖ) углями. Это подтверждается и горбообразным характером пластометрической кривой.

В Тунгурчинском, Токийском и Гонамском районах закономерности изменения степени метаморфизма углей изучены крайне слабо, и в самом общем виде они изложены ниже при описании угленосности районов.

О причинах и условиях проявления метаморфизма углей в Южно-Якутском бассейне в настоящее время нет единого мнения.

Наиболее общепринятая в последние годы концепция регионального метаморфизма заставляет предположить наличие размытых толщ осадков мощностью 3—5 км, чтобы объяснить наблюдаемый метаморфизм углей Чульмаканского месторождения. В то же время метаморфизм углей бассейна находит достаточно удовлетворительное объяснение, если учитывать высокую геотермику данного участка земной коры в мезозойское время, связанную с активным магматизмом.

Интенсивно проявившийся на щите мезозойский магматизм платформенного типа, широкое развитие эффузивно-вулканических образований в зоне Станового глубинного разлома и огромный пояс мезозойских гранитоидных интрузий, пронизывающий всю область хребта Станового, со всей очевидностью свидетельствуют о развитии в это время на больших глубинах в кристаллическом фундаменте мощного магматического фронта, обусловившего в свою очередь высокую геотермику данного участка земной коры, что, видимо, и способствовало при недостаточных мощностях угленосной толщи увеличению степени метаморфизма углей, без нарушения зональности, созданной в процессе регионального метаморфизма углей бассейна.