Угольные бассейны Чехии палеозойского возраста
Остравско-Карвинский бассейн расположен у границы Чехословакии с Польшей и представляет собой юго-западное продолжение Верхне-Силезского бассейна, называемое нередко Остравско-Карвинским районом этого бассейна. С запада естественной границей бассейна служат выходы на поверхность непродуктивной свиты верхнего карбона, выраженного фацией кульма. С северо-востока на карбон надвинуты карпатские отложения, под которыми продуктивный карбон лежит на 800 м и более. Общая площадь бассейна составляет 1000 км2, или около 1/6 от всей площади Верхне-Силезского бассейна. Остравско-Карвинский бассейн — основной бассейн Чехословакии по добыче каменных, в том числе коксующихся, углей (рис. 78).
По своему строению бассейн разделяется на две части:
1) северный с действующими шахтами и 2) южный, известный только по скважинам.
В северной части располагается собственно Остравский район — брахисинклиналь, отличающаяся наиболее сложной тектоникой. Восточнее находится брахисинклиналь Петржвальдского района, ограниченная с запада Михалковицкой дислокацией, а с востока — Орловской дислокацией, за которой располагается Карвинский район, отличающийся наиболее простым тектоническим строением.
Стратиграфия бассейна во многом сходна со стратиграфией Верхне-Силезского бассейна.
Угленосная толща верхнего карбона располагается на непродуктивных слоях намюра, визе и турне. Под ними лежит верхний девон, представленный преимущественно известняковыми и аргиллитовыми фациями. Ниже девона глубокой структурной скважиной у г. Тешин встречены парагнейсы.
Непродуктивные слои образуют большой антиклинорий почти меридионального простирания с множеством надвигов и опрокинутых складок на восточном крыле.
Непродуктивные морские отложения намюра — кульм постепенно переходят в угленосную толщу паралического типа (рис. 79), относимую к намюру А и называемую Остравской толщей. С перерывом на ней лежат отложения лимнического типа — Карвинская толща, по возрасту включающая верхний намюр (В+С) и нижний вестфал (А). Мощность Остравской толщи с 2800 м на западе уменьшается на востоке до 1000 м, иногда менее; Карвинская толща имеет маломеняющуюся мощность 885 м (рис. 80). Каждая из этих толщ делится на следующие свиты (табл. 23).
Карвинская толща сложена циклическим чередованием конгломератов, песчаников, алевролитов, аргиллитов и пластов угля, достигающих иногда мощности 15 м (пласт Прокоп). В этой же толще развиты пестроцветные песчано-глинистые отложения, выделяемые в Карвинском районе как «пестрая серия».
Пестрая серия встречается на различных участках бассейна и представляет собой кору выветривания намюрского возраста или переотложенные продукты этого выветривания.
В седловой свите они местами полностью слагают эту свиту, местами же занимают только часть ее, в то время как остальная часть представлена породами нормальных серых и темно-серых тонов.
Уголь в направлении к пестрой серии изменяется до непригодного по качеству «мертвого» угля и постепенно выклинивается.
Остравская толща сложена циклическим чередованием песчаников дельтового типа, алевролитов и аргиллитов прибрежных лагун и озер, пластами углей; в кровле некоторых пластов угля залегают морского происхождения аргиллиты.
В отличие от польской территории, где над нижним вестфалом располагается верхний вестфал и стефанские отложения, в Остравско-Карвинском бассейне непосредственно на размытой поверхности складчатого карбона залегают покровные отложения миоцена. Внизу они представлены сильно водоносной песчано-галечниковой толщей, в верхней части — мергелями.
Мощность миоцена изменяется в зависимости от рельефа поверхности карбона, залегающего на глубине иногда 800—1200 м.
В южной части миоцен залегает под покровом Бескидских гор, сложенных мелом и палеогеном.
Тектонически бассейн представляет синклинорий асимметричного строения, протягивающийся в направлении с северо-востока на юго-запад, в значительной части разбитый нарушениями. Основные из них имеют направления на северо-северо-восток — юго-юго-запад. Самое крупное из этих нарушений — «Орловская дислокация» — выражено надвигом с образованием опрокинутой складки. Эти нарушения секутся более молодыми и менее развитыми нарушениями почти меридионального направления, в результате чего образуются отдельные блоки горстового и грабенового типов.
Основная складчатость в бассейне относится к астурийской фазе, т. е. по времени к концу вестфала, после чего наступил длительный период, характеризующийся преимущественным развитием эрозии и денудации.
Результатом проявления альпийско-карпатского орогенеза в неогене явилось то, что продуктивный карбон на южном продолжении бассейна оказался под Жданицко-Подсилезским и Силезским покровами.
Угленосность. Остравско-Карвинский бассейн по угленосности занимает одно из первых мест на земном шаре: в бассейне имеется до 260 пластов и прослоев угля, из них 147 пластов рабочей мощности. Распределение их по свитам различно; наибольшее количество пластов угля сосредоточено в грушовской свите.
Пласты иногда сложного строения. Мощность их в Остравской толще в большинстве случаев только 0,5—0,7 м, в Карвинской — свыше 17% пластов этой толщи имеют мощность 3 м и более, а пласт Прокоп — до 15 м. Наибольшей угленосностью отличается седловая свита. Степень угленосности районов бассейна различна, как правило, в южном направлении уменьшаются число и мощность угольных пластов.
По М. Допита и Я. Петрашеку, с появлением зоны «пестрой серии», обязанной обилию приносимых окислов железа и других продуктов латеритного выветривания, угольные пласты в разрезе этой части свиты исчезают, а недалеко от зоны пестрой серии наблюдается уменьшение их мощности.
Угли в бассейне представлены всеми марками — от длиннопламенных до антрацитов. Большая часть относится к углям, дающим хороший кокс. Изменение степени метаморфизма углей в вертикальном разрезе хотя и неравномерно в каждой части бассейна, но в общем подчиняется правилу Хильта. В плане последовательность изменения для одних и тех же свит нарушается.
В западной части бассейна располагаются тощие угли, полуантрациты и антрациты, в петржвальдской части — с содержанием летучих веществ 26—38% и даже до 40%, в карвинской же части опять развиты пласты с меньшим содержанием летучих (17—32%) и притом в более высоких свитах, чем в центральной части бассейна.
Угли гумусовые средне- и малозольные; в рабочей пробе влажность 1,5—7%, серы около 1—2%; в горючей массе содержание углерода 82—92%, водорода 4—5,5 %, летучих веществ 8—42%, теплота сгорания 7000—8700 ккал/кг, в рабочей пробе 5200—7200 ккал/кг. Угли, залегающие в крупнозернистых пластических породах, характеризуются небольшим содержанием германия, концентрирующегося вблизи кровли и почвы пластов.
Остравско-Карвинский бассейн, как уже упоминалось, является основным угольным бассейном Чехословакии; его добыча составляет 27 % общей добычи всех углей страны и 81 % добычи каменных углей. Общие запасы бассейна до глубины 1000 м оцениваются в 6,5 млрд. г.
Группа центральных угольных бассейнов включает в себя Кладенско-Раковницкий и Пильзенский бассейны, в прошлом составлявшие одно целое. По добыче угля эта группа стоит на втором месте. Установленная общая площадь Кладенско-Раковницкого бассейна 1800 км2, Пильзенского 770 км2.
К северу и востоку отложения карбона перекрываются верхним мелом, и контуры бассейнов в этих направлениях не установлены.
Отложения бассейнов выражены осадками озер и временных потоков, осаждавшихся в большой межгорной впадине внутри герцинской горной цепи.
Угленосная толща циклического строения и представлена флювиально-лимническими отложениями с характерным для них частым выклиниванием слоев, резкими изменениями базальных членов — циклов, а также небольшим количеством пластов угля при их незначительной мощности. По возрасту толща включает слои В, С, D вестфала и нижнюю часть стефанского яруса. Залегает она с угловым несогласием на неровной поверхности протерозойских пород и герцинских гранитов.
Самую нижнюю часть угленосной толщи слагает базальная брекчия мощностью до 20 м, над которой залегает радницкий пласт угля, разделенный на две пачки маркирующим горизонтом серого туффита («брусковый горизонт»). Нижняя пачка пласта мощностью около 3 м содержит уголь плохого качества, верхняя в 9—11 м — с хорошим углем. Эта часть угленосной толщи находится лишь в понижениях древнего рельефа, занимающих площади по нескольку десятков квадратных километров (рис. 81). В поднятых частях рельефа она не развита, и там разрез начинается с залегающей над этим пластом мощной толщей серых осадков, так называемой нижней серией, или I толщей общей мощностью 300 м (табл. 24).
I толща сложена преимущественно конгломератами, в основании которых иногда встречаются тонкие (от 1 см до 1 м) пласты угля, так называемая группа лубенских пластов. Верхнюю часть толщи занимает залегающая несогласно и также локально развитая ныржанская группа пластов с мощностями иногда до 12 м.
Лежащие выше II и III толщи мощностью соответственно 170 и 140 м, сложенные алевролитами красноватого цвета, аргиллитами и грубыми аркозовыми песчаниками, также не содержат постоянных мощных пластов, за исключением верхней части III толщи, где в коуновских слоях располагается одноименный пласт угля. В центральной части Пильзенского бассейна он имеет мощность 0,8 м и интенсивно разрабатывается.
Верхняя красная, или IV толща, имеющая мощность в Кладенско-Раковницком бассейне до 400 м, а в Пильзенском вследствие ее размыва около 180 м, содержит лишь местами тонкие прослои углей.
Отложения карбона в обоих бассейнах образуют вытянутые приблизительно с юго-запада на северо-восток пологие (4—20°) синклинали с крупными сбросами и амплитудой до 200 м. В Раковницком бассейне центральная часть и северо-западное крыло синклинали покрыты меловыми отложениями мощностью до 100 м, под которыми скважинами вскрыт карбон. Местами отложения карбона прорваны базальтами неогенового возраста.
Пласты углей обладают различной мощностью, в общем увеличивающейся по мере повышения их стратиграфического положения.
Степень метаморфизма подчиняется правилу Хильта. Преобладают газовые угли, не пригодные для получения кокса. Верхний пласт — коуновский — имеет 40—46% летучих веществ. В некоторых пластах углей содержатся ценные редкие и рассеянные элементы.
Угли гумусовые, местами включают пачки кеннелей и кеннель-богхедов. В лубенских и коуновском пластах встречаются пачки мегаспорового липтобиолита («дубак»).
Под влиянием интрузий базальтов уголь в некоторых местах превращен в узкие (0,2—0,4 м) зоны натурального кокса. В восточной части Кладенского бассейна уголь метаморфизован до тощего, но он грязный и не разрабатывается.
Содержание золы сильно изменчиво — от 1 до 40%. Угли относятся к среднесернистым (1,2—10,8%). Теплота сгорания от 6700 до 8400 ккал/кг.
Общие запасы до глубины 1000 м исчисляются в 0,5 млрд т.
Трутновский (Жацлержско-Сватоневицкий) бассейн составляет расположенное на территории Чехии юго-западное крыло Нижне-Силезского бассейна.
Продуктивная толща относится к вестфальскому и стефанскому ярусам и характеризуется мощностью до 2000 м. Сложена она серыми угленосными осадками и красноокрашенными безугольными песчаниками. Отложения карбона перекрываются пермскими и верхнемеловыми осадками.
Продуктивная толща представлена осадками лимнического и флювиального происхождения и делится на две толщи: Жацлержскую вестфальского возраста и Одоловскую стефанского возраста.
Бассейн сложен в складку синклинального типа, по юго-западной границе обрезанную крупным надвигом, по которому карбон залегает впритык с верхним мелом. Падение пород карбона от 10 до 70°, в нем развиты многочисленные нарушения. В Жацлержской толще заключено до 11 рабочих пластов угля мощностью по 0,6—0,8 м с суммарным пластом 9,3 м, в Одоловской — 6 рабочих пластов с суммарным пластом в 4 м.
Угли от длиннопламенных до коксовых, по степени метаморфизма подчинены правилу Хильта, многозольные, содержат большое количество серы (3—6%). В рабочей пробе содержат 3—6% влаги, золы от 25% и более и обладают теплотой сгорания до 4800 ккал/кг. Добыча углей не превышает 0,7 млн. т в год.