Краткая история и методика исследований состава и строения угольных пластов Южной Якутии

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Краткая история и методика исследований состава и строения угольных пластов Южной Якутии

04.09.2020

Первое описание петрографического состава южноякутских углей было дано И.Г. Купровым на основе исследования 11 проб из пластов Беркакитского и Чульмаканского участков. Автор этой работы пришел к выводу о принадлежности исследованных проб к гумусовым углям преимущественно клареновой структуры, образовавшимся в условиях сильно обводненной анаэробной среды. Лишь в кратковременные периоды существования окислительного режима происходило образование тонких прослоев, обогащенных остатками фюзенизированных тканей.

По степени метаморфизма угли Беркакитского участка были отнесены И.Г. Купровым к марке ПС, уголь из района р. Кабакты — к марке К, а угли из штолен 9 и 10 Чульмаканского участка — к марке ПЖ, что подтвердилось также данными химических исследований ИГИ АН СССР и ВУХИНа.

В период с 1952 по 1953 г. Н.М. Крыловой были произведены более детальные петрографические исследования этих углей по образцам, отобранным Н.М. Насоновой в ряде штолен на Чульмаканском, Нерюнгринском и Беркакитском участках. На основании изученных материалов Н.М. Крылова дала краткое описание основных типов углей и петрографическую характеристику угольных пластов по отдельным участкам. В работах Н.М. Крыловой также подчеркивается исключительная бедность южноякутских углей структурными растительными остатками и резкое преобладание среди них клареновых разностей. По мнению этого автора, различия между петрографическими типами углей обусловлены главным образом количественным соотношением между органическими и минеральными компонентами. При этом установлено, что наименее зольными являются угли Чульмаканского участка, а наиболее зольными — Беркакитского.

Отмечая интенсивную развальцованность многих углей, проявляющуюся даже под микроскопом в виде явлений мозаичного погасания, Н. М. Крылова ищэт связь между тектонической нарушенностью угольного вещества и повышением степени его метаморфизма.

В 1953 г. Н.М. Насонова, изучавшая угольные пласты дурайской свиты, вскрытые разведочными выработками в пределах Чульмаканского участка, в своем отчете кратко описала строение пластов в отдельных штольнях, дала общую характеристику микрокомпонентов органического происхождения и минеральных включений, а также высказала соображения по поводу условий образования чульмаканских углей и степени их метаморфизма. Угли всех пластов, вскрытых на Чульмаканском участке, отнесены ею к марке ПЖ и только в районе разведочных штолен 25 и 27 угли пласта Чульмаканского определены как имеющие газовую степень метаморфизма. Формулируя основные выводы по изучению четырех угольных пластов дурайской свиты: Верхнего, Чульмаканского, Нового и Карьерного, — Н.М. Насонова указала, что они сложены блестящими и полублестящими углями кларенового типа, образовавшимися из тканей древесины.

Таким образом, предварительные исследования петрографического состава углей Чульмаканского, Нерюнгринского и Беркакитского участков, проведенные в 1952—1953 гг. Н.М. Крыловой и И.М. Насоновой, выявили главнейшие особенности их внешнего вида и микроструктуры, а также установили характер строения угольных пластов в ряде разведочных выработок ЮЯКЭ. Это дало возможность автору данной работы совместное H.М. Насоновой в 1953 г. заняться решением таких вопросов, как выяснение степени фациальной выдержанности, а следовательно и качества пластов по простиранию, выявление их индивидуальных признаков для целей параллелизации, и, кроме того, начать наблюдения над явлениями тектонической раздробленности вещества угольных пластов и признаками его окисления.

Для решения намеченных задач все доступные наблюдению разрезы угольных пластов, вскрытые разведочными выработками ЮЯКЭ в пределах Чульмаканского, Нерюнгринского и Беркакитского участков, были подвергнуты особо детальному петрографическому изучению. При проведении этих работ выяснилось, что три наиболее разведанных на Чульмаканском участке пласта дурайской свиты — Верхний, Чульмаканский и Карьерный — обладают вполне определенными и притом достаточно характерными признаками петрографического состава, на основании которых возможна их увязка.

В отчете И.Э. Вальц и Н.М. Насоновой изложены результаты еще не вполне законченных исследований углей Чульмаканского, Нерюнгринского и Беркакитского участков, дана их общая петрографическая характеристика, характеристика химического состава отдельных петрографических типов и отмечена зависимость пластометрических показателей чульмаканских углей от их петрографического состава, степени раздробленности и окисления. Кроме того, в указанном отчете излагаются данные о закономерностях строения отдельных пластов и приводятся наиболее существенные внешние и микроструктурные признаки трех пластов Чульмаканского участка, используемые при их параллелизации.

В 1954 г. аспиранткой-углехимиком М. В. Богдановой была начата специальная работа по изучению признаков окисленности южноякутских углей с учетом их петрографического состава, различной степени тектонической нарушенности и залегания в условиях вечной мерзлоты. Результаты этой работы изложены в отдельной статье, помещенной в данном сборнике.

Образцы для петрографического исследования в количестве 360 отобраны М. В. Богдановой в 25 различных штольнях, 16 из которых были пройдены только в 1954 г.

В том же году И. Э. Вальц было собрано большое количество образцов углей из кернов буровых скважин, вскрывающих угольные пласты различных свит. Эти материалы были любезно .предоставлены в распоряжение углепетрографического отряда руководством ЮЯКЭ Читинского геологического управления и предназначались для составления петрографической характеристики углей тех пластов, которые в то время еще не были вскрыты разведочными выработками. Ряд образцов углей был собран В.М. Власовым во время маршрутных исследований в Гонамо-Токинском районе.

Петрографическое изучение всего этого материала, а частично также коллекций более ранних лет, было произведено И.Э. Вальц, а полученные результаты использованы для составления данного раздела монографии.

В кандидатской диссертации Н.М. Насоновой в основном освещены те же вопросы, которые были затронуты диссертанткой в отчете за 1953 г. Принципиально новым является лишь раздел, в котором описывается опыт применения люминесцентного анализа для изучения углей Чульмаканского участка, и в частности для выяснения вопроса о влиянии отдельных микрокомпонентов углей на люминесценцию бензольных вытяжек.

В кандидатской диссертации В.И. Конивца приводятся данные петрографического изучения 25 образцов углей, отобранных диссертантом во время маршрутных исследований в Алдано-Олекминском районе. Петрографическое изучение углей проведено И. Э. Вальц. Установлено, что среди этих углей встречаются примерно все те же петрографические типы и разновидности, которые подробно описаны для детально разведанных Чульмаканского и Нерюнгринского участков. Это свидетельствует о развитии в пределах Алдано-Олекминского района тех же углесодержащих свит, которые известны на территориях двух вышеупомянутых участков.

Во время полевых работ по петрографическому изучению углей Южноякутской угленосной площади первое ориентировочное ознакомление с их внешними признаками обычно производилось по кускам, в большом количестве находимым в отвалах разведочных штолен. При этом, используя преимущества дневного света, устанавливалась вся совокупность признаков, присущих каждому из петрогенетических типов углей, и тем самым облегчалось их распознавание в слабо освещенной, а иногда и скованной льдом разведочной выработке. В ряде случаев применением такого метода удавалось не только составить ясное представление о диапазоне изменчивости структурных и текстурных признаков углей, о наиболее присущей им форме отдельности, о типе излома, а также о характере их сингенетических, диагенетических и эпигенетических минеральных включений, но и выявить те признаки, по которым угли одного пласта отличаются от одноименных типов углей других пластов. Таким образом, выявление целого ряда важнейших признаков углей, и в том числе используемых для целей корреляции угольных пластов, фактически начиналось в момент их предварительного изучения в отвалах штолен.

Сбор образцов в разведочных выработках сопровождался детальными наблюдениями над строением и фациальным составом пластов и послойным описанием углей и пород различного петрографического состава. Попутно с этим регистрировались минеральные включения в углях, характер контактов углей с вмещающими породами и всевозможные проявления тектонической нарушенности пластов.

Образцы отбирались послойно-типовым методом с соблюдением максимального интервала в 0.3 м между местами взятия отдельных образцов углей по вертикали пласта.

Пробы по типам углей, предназначенные для химических исследований, тщательно проверялись на дневной поверхности на чистоту их отбора.

В камеральный период изучение микроструктуры углей проводилось главным образом по штуфовым аншлифам, в меньшей мере по прозрачным двусторонне полированным шлифам и аншлифам из угольной мелочи. Аншлифы-брикеты изготовлялись как из углей, сильно измельченных под влиянием воздействия тектоники, так и из среднетиповых проб, предназначенных для количественно-петрографического анализа.

Изучение аншлифов под микроскопом проводилось в простом отраженном свете и с применением масляной иммерсии. Исследование прозрачных двусторонне полированных шлифов производилось как в простом, так и в поляризованном проходящем свете. Это облегчало выявление скрытых растительных структур и признаков гетерогенного строения многих клареновых углей, а кроме того, позволяло осуществлять одновременное изучение состава минеральных примесей. Наряду с этим полированная, не покрытая покровным стеклом поверхность таких шлифов могла изучаться также и в отраженном свете, как аншлиф, что давало возможность в полной мере использовать преимущества каждого из этих двух методов исследования. Как известно, структура фюзенизированных тканей более четко видна на аншлифах в отраженном свете и особенно с масляной иммерсией, между тем как слабо выраженная структурность большинства гелифицированных тканей выявляется только в тонких шлифах. Так, например, выделение в составе сильно остудневшего растительного детрита остатков листовых тканей оказалось возможным только в прозрачных шлифах, равно как и разграничение участков малозольного угольного вещества, имеющих крупнофрагментарное или мелкоаттритовое строение. В связи с тем что подсчеты микрокомпонентного состава углей проводились исключительно по аншлифам (точечным методом, с применением масляной иммерсии и крупных увеличений), некоторые компоненты из числа гелифицированных растительных тканей приходилось учитывать суммарно.

Лабораторное расслоение проб петрографических типов углей с целью выяснения их обогатимости производилось в тяжелой жидкости типа ПД-5, разработанной и предложенной доцентом Кафедры органической химии Ленинградского текстильного института С.М. Мазуровым. Эта жидкость была применена после ее предварительного испытания и сравнения полученных при этом результатов с результатами расслаивания тех же проб углей в растворе хлористого цинка. В процессе проведения такого эксперимента выяснилось, что жидкость типа ПД-5 обладает незначительной вязкостью, хорошо растворяется в воде, легко смачивает угольный порошок при первом его погружении и вследствие всего этого гораздо удобнее в работе по сравнению с хлористым цинком. Анализ фракций различного удельного веса под микроскопом в свою очередь показал, что в жидкости типа ПД-5 происходит более совершенное разделение угля на частички с различным содержанием минеральных примесей (и, следовательно, имеющих различный удельный вес), чем при работе с хлористым цинком. Все это, вместе взятое, позволяет считать упомянутую жидкость весьма пригодной для работ по лабораторному расслаиванию углей.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: