Тектоника и вулканизм Иркутского угольного бассейна

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Тектоника и вулканизм Иркутского угольного бассейна

22.05.2020

В структурном отношении Иркутский угольный бассейн представляет Присаянский предгорный прогиб, расположенный на сопряжении Байкальской складчатой системы и Сибирской платформы. По Т.Н. Спижарскому, общая схема тектонического развития юга Сибирской платформы представляется в следующем виде.

В первый период, соответствующий архею — протерозою, на месте досинийских геосинклиналей сформировался нижний структурный комплекс, являющийся основанием Сибирской платформы. Во втором, после-протерозойском периоде, намечается шесть главных этапов развития определенных тектонических структур.

На первом этапе (синий — нижняя половина среднего кембрия) возник Прибайкало-Саянский передовой прогиб, на втором (средний кембрий — средний девон) и на третьем (средний девон — нижний карбон) этапах формирования крупных тектонических структур на Сибирской платформе не происходило. На четвертом этапе (средний карбон — средний триас) образовалась Тунгусская синеклиза, на пятом (верхний триас — мел) на юго-западном крыле Прибайкало-Саянского прогиба образовался наложенный Присаянский предгорный прогиб, заполнившийся юрскими угленосными осадками. На последнем, шестом этапе (неогеновый период — голоцен) Сибирская платформа испытывала общее поднятие и только на отдельных участках происходили опускания, которые привели к образованию локальных депрессий и небольших предгорных впадин, в которых отлагались континентальные осадки неогенового и четвертичного возраста.

Наиболее ранние тектонические нарушения Сибирской платформы возникли еще на первом этапе ее развития — это сбросы и надвиги вдоль границы Байкальской складчатой системы с платформой. В дальнейшем до верхнего палеозоя тектонические движения на Сибирской платформе были сравнительно слабыми. В конце палеозоя — триасе обновились старые разломы и возникли новые, послужившие путями для внедрения трапповой магмы. Последние по времени значительные тектонические движения в пределах Сибирской платформы были в конце неогенового периода и в плейстоцене: с ними связано поднятие горных хребтов Восточного Саяна и Прибайкалья и неоднократные излияния базальтов. Эти движения продолжаются и в настоящее время, проявляясь в виде более или менее сильных землетрясений.

Докембрийские породы, образующие фундамент Сибирской платформы, обнажаются в хребтах Восточного Саяна, Южного и Западного Прибайкалья. Они обнаружены также глубокими скважинами, остановленными в метаморфических сланцах, гранитах или порфирах, залегающих под нижнекембрийскими отложениями в южной части Сибирской платформы. Эти породы собраны в сложные, местами опрокинутые складки, разорваны надвигами и сбросами и прорваны различными по составу и возрасту (архей — триас) изверженными породами. В Восточном Саяне простирание докембрийских складок северо-запад — юго-восточное, в Южном Прибайкалье — широтное, а в Западном Прибайкалье — северо-восточное. Такое же простирание имеют наиболее крупные дизъюнктивные нарушения, прослеживающиеся на сотни километров, и оси массивов интрузивных горных пород. Сравнительно меньшие и более молодые сбросы и надвиги ориентированы перпендикулярно к главным.

Северо-западное, широтное и северо-восточное простирания имеют также синийские и нижнепалеозойские отложения, подстилающие юрскую угленосную толщу. На юге Сибирской платформы они слагают валы, впадины или прерывистые антиклинальные и синклинальные складки, крылья которых характеризуются пологим (0,5—5°) падением. Эти тектонические структуры разорваны сбросами, имеющими северо-западное и северо-восточное простирания.

Юрские угленосные отложения залегают на различных породах докембрия и нижнего палеозоя. Местами в Присаянье и в Южном Прибайкалье контакты между юрской толщей и подстилающими ее породами тектонические. Так, около оз. Байкал архейские гнейсы надвинуты на байкальские конгломераты. Амплитуда этого надвига достигает 3—4 км. Второй значительный надвиг кембрийских пород на юрские угленосные отложения обнаружен в Присаянье в бассейне р. Кирейской Тагны.

По условиям залегания угленосной толщи Иркутский бассейн представляет синеклизу, ось которой протягивается от г. Нижнеудинска на юго-восток до г. Иркутска параллельно хребтам Восточного Саяна (рис. 81). Около г. Иркутска синеклиза разделяется на две ветви: юго-восточную, протягивающуюся к оз. Байкал, и северо-восточную, параллельную хребтам Западного Прибайкалья. Наиболее глубокая часть Иркутской синеклизы, имеющей в общем асимметричную форму, находится на стыке Сибирской платформы и ее складчатого обрамления и территориально совпадает с предгорьями Восточного Саяна, Южного и Западного Прибайкалья. В этих районах юрские угленосные отложения залегают в глубоких впадинах и местами собраны в прерывистые складки, крылья которых имеют падение до 10—30°. Северо-восточное крыло Иркутской синеклизы пологое (1—5°); в нем юрские угленосные отложения заполняют мелкие впадины, разделяющиеся небольшими валами. Эти вторичные структуры протягиваются с юго-запада на северо-восток и отличаются пологим падением крыльев.

Внутреннее строение Иркутской синеклизы довольно сложное: продольными и поперечными валами она разделяется на отдельные более или менее крупные впадины. В северо-западной части Иркутского бассейна расположена Нижнеудинская впадина, ограниченная на юго-востоке Курзанским валом, в размытом своде которого обнажаются ордовикские отложения.

В предгорьях Восточного Саяна Нижнеудинская впадина соединяется с Окско-Ийской, находящейся между Курзанским и Окским валами, протягивающимися с юго-запада на северо-восток. Продольным Ийско-Зиминским валом Окско-Ийская впадина разделяется на более мелкие — Азейско-Зиминскую и Каранцайско-Кирейскую. В первой впадине юрские угленосные отложения простираются с северо-запада на юго-восток и характеризуются падением под углом до 2—3°; в центре впадины они залегают горизонтально. Вторая впадина имеет асимметричное строение: в ее северо-восточном борту угленосные отложения падают на юго-запад под углом 2—5°, а в предгорьях Восточного Саяна — на северо-восток под углом 10—20°. Наиболее глубокая часть впадины расположена в верховье р. Кирейской Тагны, где подошва угленосной толщи находится на абсолютной отметке минус 50 м. Залегание угленосной толщи в Окско-Ийской впадине волнистое, в результате чего она разделяется на более мелкие, которые наблюдаются, например, на Азейском, Мугунском и других месторождениях.

Между Окским и Вельским валами расположена Окско-Бельская впадина, которая продольным Булайским валом, протягивающимся с северо-запада на юго-восток, разделяется на более мелкие — Черемховскую и Новометелкинскую впадины. В Черемховской впадине юрские угленосные отложения имеют волнистое залегание. Углы падения пластов угля и вмещающих пород в ней колеблются от 1—2 до 3—5°. В более глубокой Новометелкинской впадине угленосная толща собрана в прерывистые асимметричные складки, крылья которых падают на северо-восток под углом 10—30° и на юго-запад под углом 2—5°, а дугообразно изогнутые оси протягиваются с северо-северо-запада на юго-восток. Подошва угленосной толщи в Новометелкинской впадине находится на абсолютной отметке около плюс 100 м. В направлении на юго-восток Новометелкинская впадина переходит в более мелкую — Ныгдинскую.

Самой крупной и глубокой является Прииркутская впадина, ограниченная на северо-западе Вельским валом, а на юго-востоке хребтами Прибайкалья. В районе г. Иркутска подошва угленосной толщи находится на абсолютной отметке около минус 100 м. Ось впадины протягивается с северо-запада на юго-восток вдоль Восточного Саяна до оз. Байкал. Северо-западная оконечность Прииркутской впадины называется Арансахойской впадиной.

Прииркутская впадина имеет асимметричное строение. В ее северо-восточном борту угленосные отложения падают под углом не больше 3—6°, в центре они залегают горизонтально, а в юго-восточном борту — под углом 12—20°. Северо-восточная часть Прииркутской впадины, расположенная за р. Ангарой, называется Кудинской мульдой. В этой мульде юрские угленосные отложения, особенно в верхней части бассейна р. Куды, собраны в прерывистые синклинальные и антиклинальные складки северо-восточного простирания, крылья которых падают под углом от 5 до 23°. В Кудинском районе в размытых сводах антиклиналей на поверхности обнажаются подстилающие породы кембрийского возраста.

Наиболее сложна тектоника юрских угленосных отложений близ оз. Байкал, где еще М.М. Тетяев установил надвиги докембрийских пород на угленосные. Амплитуда самого крупного из этих надвигов достигает 3—4 км.

Дизъюнктивные нарушения пород угленосной толщи в Иркутском бассейне выражены слабо. Они проявляются сбросами северо-запад — юго-восточного или юго-запад — северо-восточного простирания и амплитудами смещений, редко превышающими 1—2 м, вследствие чего фиксируются только при эксплуатационных работах. Образование сбросов происходит и в настоящее время.

Наряду с тектоническими наблюдаются атектонические разрывы и смещения угленосных пород и пластов угля, связанные с проявлениями карстов, и др.

Рудничная тектоника. Детали тектонического строения Иркутского угольного бассейна изучены только в Черемховском угленосном районе, где угольные пласты и вмещающие породы обнажены шахтными выработками и карьерами. В остальных районах бассейна, разведанных только буровыми скважинами, детали тектоники без проходки горных выработок выявить не удается, хотя по данным бурения тектонические и атектонические нарушения несомненно имеются.

Основные черты рудничной тектоники в Черемховском угленосном районе приведены по работам Ю.А. Жемчужникова и А.И. Серда.

В общем, для угольных пластов и вмещающих их пород характерно спокойное залегание, что хорошо видно в эксплуатационных разрезах, в которых пласты угля прослеживаются на километры. Залегание их слегка волнистое; углы падения угольных пластов, имеющих, в общем, северо-западное простирание, колеблются в пределах 1—5°; угольные пласты образуют сильно уплощенные мульды.

Из дизъюнктивных нарушений отмечаются малоамплитудные и сравнительно редкие сбросы северо-западного и северо-восточного простираний. Амплитуда этих нарушений обычно не выходит за пределы мощности угольного пласта (пласт «Главный», рис. 82).
Тектоника и вулканизм Иркутского угольного бассейна

Уголь в пластах разбит трещинами кливажа северо-западного и северо-восточного простираний. Пo этим трещинам уголь раскалывается на мелкую призматическую отдельность и легко измельчается. На стенках трещин наблюдаются налеты и пленки пирита, гидроокислов железа, гипса и кальцита.

Значительно чаще встречаются атектонические нарушения, которые в ряде случаев значительно осложняли добычу угля. К ним относятся сингенетические размывы пластов угля, образовавшиеся еще в период накопления материнских торфяников в результате пересечения последних реками, ручьями и временными потоками. Размеры древних ископаемых русел колеблются от 1 до 400 м в ширину при длине до 2 и более километров и глубине размыва в пластах до 10 и более метров. Примером может служить русло, обнаруженное в поле шахты 10/16. В большинстве случаев ископаемые русла имеют северо-западное и меридиональное направления. Размытая часть угольных пластов заполнена древним аллювием, валунами, галькой и песком, превратившимся в песчаник.

Довольно широко распространены атектонические нарушения, связанные с древним и современным карстом (там, где угленосные отложения подстилаются доломитами и известняками нижнего кембрия). Нарушения, связанные с древними карстами, широко развиты на поле шахты 10/16 и представляют полосы или эллипсоидальные площади размером от 250х40 до 450х110 м. В пределах таких нарушений наблюдается заметное прогибание пластов угля и вмещающих пород в виде небольших мульд. В последних уголь разрыхлен, иногда до сажистого состояния, а вмещающие породы разбиты многочисленными трещинами. На краях провальных воронок в угле и во вмещающих породах наблюдаются многочисленные трещины растяжения. Амплитуда опусканий достигает 10—20 м.

Нарушения, связанные с современным карстом, имеют меньшие размеры и носят характер типичных провалов. Примером может служить провал, зафиксированный в августе 1942 г. в поле шахты 10/16. Глубина этого провала, имеющего в плане круглую форму и диаметр 7 м, достигала 16 м. При этом провальная воронка книзу переходила в куполообразное обрушение.

Весьма редкими, но интересными являются атектонические складки — надвиги в «Главном» угольном пласте, образование которых Ю.А. Жемчужников связывал с воздействием ледников или плавучих льдов.

Местами в угле пласта «Главного» наблюдаются вертикальные песчаные клинья. Некоторые из них затрагивают только нижние пачки пласта, другие — только верхние, но есть и прорезающие угольный пласт целиком. Образование этих клиньев объясняется действием замерзающей воды, проникавшей в пласт по трещинам, которые впоследствии заполнились песком, превратившимся в песчаник. По-видимому, аналогичное происхождение имеют песчаные жилы или так называемый «ребровик». Мощность этих жил достигает нескольких дециметров. Они пересекают пласты угля на всю их мощность.

Формирование Иркутской синеклизы началось в киммерийскую фазу и закончилось в конечные фазы альпийского тектогенеза. На это указывает строение конформных прерывистых складок, сложенных кембрийскими, юрскими и неогеновыми породами в Заангарском районе.

Тектоническое районирование Иркутского угленосного бассейна основано на расположении описанных выше основных структурных валов и впадин, к которым приурочены главные месторождения угля. В Иркутском бассейне выделяются три основных района: Северо-Западный, расположенный между г. Нижнеудинском и р. Окой; Центральный, находящийся между реками Окой и Мал. Белой, и Юго-Восточный — между р. Белой и оз. Байкал.

Изверженные породы на площади, слагаемой юрскими угленосными отложениями, представлены только траппами. На поверхности траппы обнажаются в северо-западной части Иркутского бассейна, где они входят в комплекс пород, подстилающих угленосную толщу. В этом районе траппы слагают отдельные возвышенности с плоскими вершинами и сравнительно крутыми склонами.

Траппы относятся к основным изверженным породам. Они характеризуются зеленовато-черным цветом, зернистой структурой и столбчатой, шаровой или матрацевидной отдельностью. Ho Г.А. Кузнецову, породы трапповой формации, широко распространенные на юге Сибирской платформы, представлены долеритами, габбро-долеритами, долеритовыми порфиритами и пегматоидными долеритами.

Долериты в большинстве случаев имеют такситовое строение, проявляющееся в кучном распределении кристаллов плагиоклазов, зерен моноклинного пироксена и оливина среди толеитового или иного мезостазиса. Они состоят из плагиоклазов (40—55%), моноклинного пироксена (20—35 %), оливина (5—10%), магнетита и ильменита (2—3%). Вторичные минералы представлены иддингситом, а акцессорные — цирконом, биотитом и амфиболом. В зависимости от условий остывания магмы долериты делятся на крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые.

Габбро-долериты представляют собой обычно крупнозернистые породы с габбровой, габбро-офитовой или иной структурой. Они состоят из основных плагиоклазов ряда лабрадор — битовнит и моноклинного пироксена; в небольшом количестве присутствуют ромбический пироксен, биотит, роговая обманка, кварц, апатит, тальк, хлорит, магнетит и ильменит.

Долеритовые порфириты являются микротакситовыми породами с порфировой структурой и микроаллотриоморфной основной массой. Порфировые выделения принадлежат оливину и плагиоклазам, а также оплавленным зернам кварца. Основная масса состоит из мелких зерен моноклинного пироксена, вулканического стекла и рудных минералов — магнетита и ильменита.

Пегматоидные долериты представляют собой крупнозернистые породы с криптовой или габбро-офитовой, реже толеитовой структурой. Они состоят из плагиоклазов, пироксена, магнетита, ильменита и небольшого количества кварца, ортоклаза, апатита и других минералов.

По форме залегания траппы относятся к силлам, дайкам, куполам и неккам, прорывающим ордовикские и более древние породы. Силлы образуют многоэтажные залежи мощностью от 10 до 250 м. Мощность некоторых даек достигает 1—2 км, поперечник некков равен 100 м и более. Эти формы слагаются в основном нормальными долеритами и в меньшей мере габбро-долеритами. Последние образуют также шлиры среди нормальных долеритов. Долеритовые порфириты и пегматоидные долериты слагают маломощные тела траппов и краевые зоны интрузий. Пегматоидные долериты являются гибридными породами, образовавшимися при ассимиляции трапповой магмой ордовикских песчаников.

Контактовые воздействия на прорванные ими осадочные породы выражаются в оплавлении и окварцевании песчаников, а также в образовании роговиков из глинистых пород. Известняки в зонах контактов иногда превращаются в скарны. Ширина экзоконтактовых зон не превышает 0,5—1 м. По возрасту траппы относятся к перми — триасу. С породами трапповой формации связывается образование гидротермальных месторождений железа, а с корой выветривания траппов — россыпи ильменита.

В северо-западной части Иркутского бассейна траппы в ряде случаев являются породами, подстилающими угленосную толщу. Последняя налегает на кору выветривания траппов. М.К. Коровин, наблюдавший непосредственное налегание угольного пласта на траппы в выработках б. Велистовских копей около г. Тулуна, подчеркивает отсутствие какой-либо метаморфизации углей, связанной с траппами.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: