Каменноугольный Верхне-Силезский бассейн

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Каменноугольный Верхне-Силезский бассейн

07.02.2020

Верхне-Силезский каменноугольный бассейн расположен между верхним и средним течением рек Одер и Висла в Верхне-Силезской низменности, окаймленной с северо-запада Судетскими горами, с северо-востока — Польским Среднегорьем (Свентокшиские горы).

Площадь бассейна около 5400 км2, из них 950 км2 приходится на его южную часть в Чехии, выделяемую под названием Остравско-Карвинского бассейна.

По геологическому строению, степени угленосности и промышленному значению в бассейне выделяется пять промышленных районов: Рыбницкий и Гливицкий — на западе, Центральный — на севере, Краковский, или Висловский,— на востоке и Пщинский — в средней части бассейна (рис. 68). С запада, севера и востока естественными границами бассейна служат выходы нижнекарбоновых непродуктивных отложений, подстилающих угленосный верхний карбон, южной — государственная граница с Чехословакией.

По геологической структуре Верхне-Силезский бассейн представляет собой крупную котловину. В северной и местами в западной частях котловины угленосные отложения на площади около 1200 км2 непосредственно выходят на поверхность. В остальной части бассейна угленосные отложения карбона несогласно перекрыты более молодыми осадками. По южной границе бассейна на угленосные отложения карбона со стороны Карпатских гор надвинуты породы мелового и третичного возраста.

Угленосные отложения бассейна претерпевают постепенное погружение от окраин бассейна к его центральной и южным частям; в этом же направлении происходит увеличение мощности перекрывающих пород. В центральной и южной частях бассейна угленосные отложения опускаются на глубину более 1000 м.

Осадочные отложения бассейна относятся к девонскому, каменноугольному, триасовому, юрскому, меловому и третичному возрасту.

Девон представлен всеми тремя отделами. Нижний сложен кварцитами и филлитами, средний — известняками, местами рассеченными диабазами, верхний — пластическими осадками.

В отложениях карбона выделяются нижний и верхний отделы. Осадки нижнего карбона выражены двумя различными фациями: в западной части бассейна — фациями кульма (глинистыми сланцами и полимиктовыми песчаниками с маломощными угольными пропластками), на востоке — известняками, выше которых залегают безугольные голоножские песчаники, непосредственно подстилающие угленосный верхний карбон.

Верхний карбон залегает согласно на фациально различных отложениях нижнего и представлен двумя ярусами: намюрским и вестфальским. По фаунистическому содержанию и степени угленосности верхний карбон расчленяется на три серии — остравскую, седловую и мульдовую, или на девять свит, из которых пять относятся к намюру и четыре — к вестфальскому ярусу.

В 1945—1952 гг. С. Докторович-Гребницким и Т. Бохеньским в пределах каждой из свит была упорядочена номенклатура угольных пластов, и с того времени принята следующая схема подразделения верхнего карбона (табл. 18).

В соответствии с этой номенклатурой вместо существовавших ранее многочисленных названий угольных пластов введена численная номенклатура, основанная на следующих положениях:

1) пласты нумеруются по порядку сверху вниз по их стратиграфическому положению;

2) первая цифра обозначает стратиграфическую группу (свиту), к которой относится данный пласт, две последующие цифры обозначают порядковый номер пласта в группе;

3) если в разрезе имеет место расщепление пласта на несколько пластов, они обозначаются порядковыми номерами в знаменателе дроби, где числителем стоит номер основного пласта (например, номера пласта 405/2, 405/3 и т. д. означают, что эти пласты представляют собой результат расщепления пласта 405);

4) в случае объединения двух пластов остается обозначение пласта с большей мощностью.

По ископаемой флоре верхний карбон бассейна делится на десять свит, из них шесть относятся к намюру и четыре — к вестфальскому ярусу. По составу и характеру осадков верхний карбон характеризуется двумя основными комплексами. Нижняя часть намюра — остравская серия — сложена осадками паралического типа как морского, так и континентального происхождения. Среди сланцев и песчанистых угленосных отложений располагаются прослои сланцев с обильной морской фауной, являющиеся маркирующими горизонтами; такое же значение имеют прослои отложений с пресноводной фауной моллюсков.

В верхней части намюрского яруса в границах седловой группы (намюр В—С) наступает изменение условий осадконакопления карбоновых пород. Здесь уже нет прослоев с морской фауной, а прослойки сланцев солоноватых бассейнов немногочисленны; от подошвы седловой группы начинается комплекс отложений лимнического типа. Изменяется и характер отложений: от подошвы седловой группы появляются и выше сильно развиты песчаники и даже конгломераты, наступает также резкая перемена состава флоры. В, угольных слоях и во вмещающих породах встречается комплекс новых видов растений, создающих палеоботанический перелом.

Благодаря мульдообразному строению бассейна эти серии располагаются вблизи поверхности почти концентрически по отношению к центральной части.

По наружной стороне бассейн окаймляется остравской, или ожежской серией. Мощность ее возрастает в западном и южном направлениях и уменьшается к востоку. Уменьшение мощности с запада на восток характерно и для всех остальных свит и серий верхнего карбона.

Породы, покрывающие карбон, не имеют в бассейне сплошного распространения и развиты в виде отдельных островов.

Пермские отложения распространены только в юго-восточной части бассейна восточнее г. Хелма. Нижняя пермь представлена песчаниками, в том числе аркозовыми. конгломератами из девонских и нижнекарбоновых пород и глинистыми сланцами, верхняя — известняками. В основании каждого из этих отделов залегают покровы мелафира, порфира или порфировые туфы. Мощность, пермских отложений около 450 м.

Триас залегает несогласно на перми или же непосредственно на карбоне и представлен всеми тремя отделами.

В основании триаса располагаются 10—40 м песка и слабосцементированного гравия, кверху чередующихся с пестроцветными глинами и доломитами; выше следует 200-метровая серия ракушечникового известняка, заканчивающаяся доломитами. Самая верхняя часть — кейпер — сложена песками, пестроцветными глинами и редкими прослоями известняка.

Юра распространена очень ограниченно, преимущественно в восточной части бассейна. Она выражена континентальными фациями — песками, песчаниками, глинами, прослоями угля лейасового возраста. Мощность и фациальный состав юры сильно изменчивы.

Мел слагается маломощными отложениями келловея и плитчатыми мергелями, слабосцементироваиными гравийными песчаниками, мергелями, глинами и известняками Оксфорда мощностью 100—200 м.

Неоген залегает трасгрессивно на более древних, в том числе и карбоновых, отложениях. Он представлен миоценом, который распространен почти на всей площади бассейна, начиная от выходов угленосного карбона на севере и до г. Бескид — на юге, Миоцен сложен синевато-серыми глинами, известняками и песчаниками, содержащими богатые залежи соли (Величка), гипса и серы.

Четвертичные образования состоят из делювия и ледниковых отложений, сложенных песками, часто водоносными, гравием, ленточными породами, а также лёссом.

Тектоническое строение бассейна изменяется в различных его частях. В целом бассейн представляет собой погружающуюся к юго-востоку мульду, которая на юге уходит под породы Карпатского надвига. Западное крыло этой мульды сложного складчатого строения, восточное мало дислоцировано.

Наиболее сложным строением обладает Гливицкий район. Для него характерен ряд крупных складок почти меридионального простирания, сильно нарушенных многочисленными сбросами.

Основные тектонические структуры Центрального района бассейна — Бытомская мульда и Главное седло. Бытомская мульда занимает самую северную часть района и простирается в широтном направлении более чем на 20 км. С юга она отделяется от остальной части бассейна Главным седлом, которое представляет собой полосу весьма пологих поднятий и депрессий с почти горизонтальным залеганием угленосных пород (рис. 69).

В восточной части Центрального района бассейна угленосные отложения образуют вначале пологое поднятие (Гродзинская антиклиналь), а затем прогиб (Домбровская мульда), замыкающийся на северо-западе и открытый на юго-востоке. Остальная часть бассейна изучена слабо, и глубокое погружение угленосных отложений установлено только поисково-структурными скважинами.

В районе Рыбника угленосные отложения образуют две широкие — Янковицкую и Хваловинкую мульды, разделенные на две части.

Янковицкая и Хваловицкая мульды заключают в себе отложения рудской и седловой свит с большим количеством рабочих пластов угля и являются самыми богатыми угленосными структурами Верхне-Силезского бассейна. На крыльях этих мульд пласты имеют довольно крутое падение — от 30—45 до 60° и более. По мере приближения к оси мульд пласты постепенно выполаживаются и затем приобретают почти горизонтальное залегание.

Кроме складчатости, залегание слоев осложнено целой системой почти вертикальных сбросов, вследствие чего угленосные отложения во многих местах оказываются разбитыми на отдельные блоки разных размеров. Главная полоса таких нарушений проходит в северной части Центрального района. Она отличается широким простиранием и состоит из ряда ступенчатых, преимущественно крупных сбросов с общей амплитудой до 190 м. Крупные сбросы наблюдаются в районе г. Гливице, в ряде мест Центрального района, а также в Краковском и Пщинском районах.

Эти нарушения развиты в двух направлениях: меридиональном и северо-западном и создают блочные структуры; амплитуда смещения обычно не более 30 м, в отдельных случаях 200 м. Возрастные отношения этих нарушений, так же как и перекрещивающейся складчатости, однозначно не установлены.

Формирование Верхне-Силезского бассейна в основном происходило в верхнем карбоне, в раннеастурийскую фазу орогенеза; более ранние движения проявились значительно слабее. Эпицентры современных мелких землетрясений лежат на линиях сбросов, пересекающих угленосную толщу.

Проявления вулканизма в бассейне имели место лишь в после-карбоновое время. Они относятся к началу и середине перми, триасу и неогену и выразились в появлении мелафиров и порфиров в перми, жил третичных базальтов, внедрений порфиров и малафиров триаса. Внедрение этих пород в угленосную толщу вызвало слабые контактовые воздействия на уголь и притом лишь в небольшой зоне непосредственного соприкосновения его с изверженным телом.

Угленосность. Верхне-Силезский бассейн отличается весьма значительной насыщенностью угольными пластами и большой мощностью отдельных пластов. В угленосной толще бассейна насчитывается более 450 пластов и пропластков каменного угля, в том числе 98 пластов с рабочей мощностью. Отдельные пласты достигают мощности 7—9 и редко 24 м. Обычно пласты характеризуются мощностью в пределах 1,5—2,0 м. Наиболее мощные пласты связаны с отложениями седловой и рудской свит (табл. 19).
Каменноугольный Верхне-Силезский бассейн

Угленосность бассейна меняется в направлении с запада на восток: в западной части бассейна количество рабочих пластов 90—98, в восточной части — всего 35. Суммарный рабочий пласт соответственно составляет от 147 до 60 м.

В этом же направлении происходит расщепление пластов, что особенно наглядно на примере пласта Реден (510) седловой группы на востоке он представлен одним пластом мощностью около 24 м, а к западу он постепенно расщепляется на 10 более тонких пластов суммарной мощностью менее 20 м (рис. 70).

Коэффициент угленосности седловой свиты весьма высок — более 15%, рудской и лазиской свит соответственно 6 и 4%; остальных свит 1,5—2,0%.

Между пачками углей в вестфале встречается характерная желто-серая непластичная глина, относимая одними исследователями (И. Болевский) к латеритам, другими — к породам вулканического происхождения.

Угли относятся к типу гумусовых, обладают однородным петрографическим составом и представлены полублестящими и блестящими разновидностями, будучи иногда сложенными почти на половину микринитом с многочисленными экзинитом и склеротинитом.

Преобладающая разновидность — тонкополосчатые угли с незначительной примесью волокнистого фюзена. В самых верхних частях угольных пластов часто встречаются кеннелевые прослойки мощностью до нескольких сантиметров. Местами, однако, кеннелевые угли слагают весь пласт. Угли восточной части бассейна ураноносны и германиеносны.

Степень метаморфизма углей изменяется по правилу Хильта и регионально уменьшается с запада на восток. Угли с более высокой степенью метаморфизма, чем тощие, в бассейне неизвестны. Проявления контактового метаморфизма незначительны.

На большей части площади бассейна распространены слабометаморфизованные угли. По принятой для западноевропейских бассейнов классификации они отвечают следующим маркам (табл. 20).

Угли марки 35 являются лучшими спекающимися углями и используются коксохимической промышленностью как отощающие в шихте с более жирными углями марок 34 и 33.

Соотношения между элементарным и техническим анализами приведены в табл. 21.

Отличительное свойство углей Верхне-Силезского бассейна — малое содержание в них золы — от 3,0 до 8,0%. Бассейн отличается в общем небольшим содержанием газа в подземных выработках. Водоносность шахт, за исключением шахт Краковского района, невелика.

Общие запасы бассейна до глубины 1000 м исчисляются в 94,6 млрд. т, из них около 16% по пластам с мощностью 0,5—0,8 м.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: