Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПАЛЕОГЕНОВЫХ УГЛЕНОСНЫХ ВПАДИН ПРИМОРЬЯ.. 10
СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПРИРАЗЛОМНЫХ ВПАДИН 14
АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 19
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 19
СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 21
ФАЦИАЛЬНО-ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 74
ГЕОЛОГО-СТРУКХУРНЫЙ АНАЛИЗ 175
3 5- МИНеМГеиическИИ АНАЛИЗ 205
3.6. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ .'. '.'.'.."/ '. 242
4. ГЕОДИНАМИКА УГЛЕГЕНЕЗА РИФТОГЕННЫХ СТРУКТУР 269
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 280
ЛИТЕРАТУРА 283
Введение к работе
Актуальность работы. На восточной окраине России сосредоточены значительные ресурсы разнообразных полезных ископаемых, среди которых особое место занимает уголь, обеспечивающий на 56,5 % энергетические потребности Дальневосточного региона с устойчивым сохранением сложившегося положения в ближайшей перспективе (Стратегия.,, 2001). Регион располагает одной четвертой частью запасов угля России, которые установлены почти в 120 месторождениях, объединенных в 17 угольных бассейнов и несколько угленосных районов. Время формирования угленосных отложений охватывает возрастной диапазон от позднего триаса до неогена включительно. Они содержат угольные пласты всех технологических групп, марок и направлений промышленного использования (Угольная база.,, 1997, 1999; Перспективы освоения.., 2004).
Территория Дальнего Востока подверглась интенсивным рифтогенным процессам. Устойчивое формирование мобилистских представлений о развитии литосферы северо-западного сектора Тихоокеанского подвижного пояса началось после публикаций Б.А. Иванова по Центральному Сихотэ-Алинскому разлому (1961, 1972), в которых доказывалось широкое развитие сдвигов, порождающих синхронное развитие надвигов и раздвигов. Впоследствии структурно-динамическая сущность сдвиговых дислокаций Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода на I
позднемезозойском - кайнозойском этапе была обстоятельно рассмотрена в работах B.IL Уткина (1976, 1983, 1984, 1988, 19896 и др.) с конкретными практическими рекомендациями (Уткин, Щеглов, Раткин, 1983; Уткин, Седых, 1984; Уткин, 1985; Уткин, 1989 и др.). Разнообразие структурно-вещественных комплексов связывается им, главным образом, с рифтогенезом континентальной коры и её дислокацией, обусловленной латеральными перемещениями континентальных блоков вдоль Восточно-Азиатской системы сдвигов (Уткин, 1996).
Одновременно с изучением сдвиговых дислокаций была установлена тектоническая расслоенность структур Сихотэ-Алиня, широкое развитие хаотических комплексов с аномальной стратиграфической последовательностью слагающих их пород, включающих олистостромовые образования. Это позволило в соответствии с парадигмой новой глобальной тектоники изменить представление о Сихотэ-
Алине и выдвинуть концепцию террейнов (Ханчук, 1993). Согласно этой концепции складчатые области Приморья рассматриваются как аккреционные системы, сложенные разнообразными тектоно-стратиграфическими террейнами, последовательно причленявшимися к окраине континента. Новообразованные эпиконтипен-тальные окраины последовательно подверглись процессам активизации, что вызвало формирование вулкано-тсктонических поясов, включая и Восточно-Сихотэ-Алинский (ВСАВП) (Михайлов, 1989).
Согласно рассматриваемой концепции кайнозойские угленосные впадины отнесены к терригенным перекрывающим и вулканогенным сшивающим комплексам (Ханчук, Раткин, Рязанцева и др., 1995).
Глубинные разломы, после теоретических разработок А.В. Пейве (1956а, 19566), прочно вошли во все фундаментальные науки о Земле, как её неотъемлемая составляющая. Их прикладное значение первоначально было показано при изучении рудных районов, а впоследствии - и при исследовании локализации горючих полезных ископаемых, включая угольные бассейны и месторождения (Погребнов, 1972, 1976), При этом наиболее пристального внимания заслуживают сдвигово-раздвиговые и раздвиговые зоны, контролировавшие образование крупных впадин, в которых нередко в обилии аккумулировалось органическое вещество с последующим формированием угольных залежей.
В Приморье установлено около сорока структур, вмещающих проявления и месторождения бурых углей палеоген-неогенового возраста, в которых сосредоточено 85 % их запасов (Угольная база.., 1997). Они же в целом ряде случаев несут промышленную редкомсталльную минерализацию и, прежде всего, германий (Левицкий, Седых, Ульмясбаев, 1994; Седых, 2002а, 20026 и др.).
В связи с изложенным проблема «разломы - уголь» приобретает особую актуальность.
Главная цель работы - выявить геодинамические условия и основные закономерности формирования впадин Приморья с выделением в их составе угленосной формации, а таюке разработать принципы прогнозирования промышленной угленосности и германиепосности в этих структурах.
Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо
было решить следующее задачи: провести возрастную корреляцию угленосных разрезов и выявить эпохи палеоген-неогенового торфоугленакопления во впадинах; разделить впадины по вещественно-генетическим типам с их «привязкой» к кон-крегным зонам торфоугленакопления; расшифровать характер деформаций угленосного чехла в зависимости от тектонической активности фундамента; выявить основные структурно-генетические признаки формирования металлоносных углей и углистых пород.
Фактический материал и методы исследований. Поставленные задачи решались путем использования стратиграфических, фациально-литологических, геолого-структурных и минерагенических методов. Автором проанализирован большой объем фактического материала, собранного непосредственно им за сорок лет.
Опорными объектами являлись Галёнковская, Угловская, Шкотовская, Би-кинская и Краскинская впадины (рис. 1), Обобщены результаты геологических исследований других приразломных впадин Приморья.
Проводились наблюдения в 15-и шахтах и на 6-й угольных разрезах; изучено более 100 тыс. пог. м керна буровых скважин; отобрано и исследовано несколько тысяч образцов, проб; изготовлено и изучено около 500 шлифов и апшлифов; собраны и исследованы остатки фауны и флоры из 20 захоронений. Проведено сравнение изученных объектов со структурами подобного типа России, стран Ближнего и Дальнего зарубежья. Для этого автором проработано в геологических фондах Дальневосточных и Забайкальских геолкомов более 200 геологических отчётов, дополнительно проведено около 300 км геологических маршрутов.
Основные защищаемые положении:
1. Установлены следующие крупные эпохи кайнозойской седиментации: а) угловская, ознаменованная интенсивным торфоугленакоплением в течение эо-цен-раннеолигоценового климатического оптимума; б) надеждипская (лучегор-ская), характеризовавшаяся формированием тонкозернистых преимущественно озёрных отложений в среднем олигоцене и в) павловская (бакинская) отражающая новую вспышку интенсивного торфоугленакопления в позднеолигоцен-среднемиоценовую эпоху. 2. В приразломных впадинах выделена угленосная формация. Для различных
FiicJ, Тектонические схема ісайїіоіойсісшвт^рфоугаеїтісоолешш Приморья
І Гри oocrmmmm использованы тектонический с^емы. НИ. Берсенева і. І 959); В.А. Бажанова* Л.Ф. Назаренко иКХі 1. Олсйпнка і1986);
&П, Уткина (19S8)
1-6. ґ!ішм торфауі^шшакошієїшвд І - Ханігайская^ 2 - Аредньодешш, 3 - Барабшдеко-Пограїшчіїші, 4 - Сихот>АіШцская, 5 - Восточпо-Смхат>Алинекий вулкіїшічзский игда (ВС АБИ К 6 -- плиоценовая гшатобаїадьтоїш формация; 7 - оещшнме даны ра%шэд(ш до-мйво'шйашго таложеннії с преобладающа! сдвиговой составляющей <і -- Западно- При»
морсісші, II - Уссурийская, ЇГГ - Загшдно-Сихота-Алннскад, IV - Цстгршшіш~Сихот> Алинская); 8 - дополнительны!! рачлоэды лойтййийзднскіоїй ш.і$жіїшї с прю&шдятошсВ <дйигоййй еоегашіміощей; 9 - тим рзгшомош їенВішлойского ішшїкєшш рзздщіго&ііго тшін; 10 - установленные адиы іннкійшнзі (шжшлиоцежшых) сдвиговых дислокаций (и
- Павловская, Ь - Шїфто&ская); 11 - ошшвныв герршегшьм; тапчїгшчшсііс ш эрозишшо-
ійіошичєскщ; шеддикы (! - Їурии-Рої екая, 2 - Жаритовсгая, 3 - Поёяшвекм„ 4 - Углов-
асам, 5 - ІПкіттопекая, 6 - Вонивуроанжая, 7 - Глуховекая, 8 - Арсеш>ене*шя; 9 - Ывртскт,
ИЗ - 1їикивдкая> 11 - Алч&тк&я, 12- СреднЫ>игшнскшз); 12 - вулквиотсрришшы*! тектеь
ішческіде їшмдиїім (ІЗ - Краскинскшг- 14-їїопмщкдая, 15 - Пщтскт, 16 - Березовская, І?
- Зцжтьптскям. 18 -- Верхнє-!їиісиі!ская,); 13 - пртие с.;іаґш тучошьш тшадішьі іі
мульды (19 - Лмбш-іская, 20 - Ироваловская, 2 і - Ііушгшнекая. 22 - Раксшекая, 23 - Данилов»
ская, 24 - Смольшніекая; 25 - Рстшхаїзсзшя. 26 - Чернышевская. 27 - Вадишвская, 28 - Мер-
кушевская* 29 - Гродековская, 30 - Сшіееашжш. ЗІ - Комнесароаскш, 32 - Шшковскт., 33 -
ЛшшиодСкшз; 34- Кры-ювс&&#. 35- Малиновская 36 - Орешйекая, 3? - Батагареші, 38 -Го-
голевсжшП; 14 - іірсдїюлтадмьш калі,дрм обрушении (А - Славянская, Е- Пооьетская)
зон торфоугленакопления она проявляется как полная четырёх- и трёхчленная (палеоцен-средний миоцен), так и сокращенная двухчленная (верхний олигоцсн-средпий миоцен), являясь политипиой лимническо-потамической осадочной либо вулканогенно-осадочной с одним или двумя угленосными горизонтами.
3. Кайнозойские угленосные депрессии рассматриваются, как рифтогенный
тип приразломных впадин. Определены этапы развития угленосных структур,
фиксируемые фациально-литологическим составом образований чехла и направ
ленной сменой их деформаций; вскрытие, раннее компенсированное погружение
(нижний угленосный горизонт), некомпенсированное погружение или максималь
ное раскрытие (глинистая толща) и начало инверсии или позднее компенсирован-
\ ное погружение (верхний угленосный горизонт).
Установлено, что промышленная угленосность во впадинах формировалась при следующих благоприятных сочетаниях тектонических и климатических факторов: а) нижний угленосный горизонт — тектонический режим раннего компенсированного погружения при гумидном климате и наличии локальных участков с благоприятным микроклиматом для обильного произрастания растительности благодаря повышенному тепловому потоку вдоль зон разломов; б) верхний угленосный горизонт - тектонический режим начала инверсии или позднего компенсированного погружения с сокращением области седиментации и торфоугленакоплением в результате прогрессивного заболачивания крупного озера (бассейна) при гумидном климате.
Выявлены основные факторы, контролирующие локализацию редкоме-талльного оруденения в приразломных угленосных впадинах: а) наличие нижне-среднемезозойских кор выветривания с повышенными концентрациями редкоме-талльных элементов; б) высокая проницаемость пород фундамента и чехла, способствовавшая длительному и активному выносу флюидов из недр и свободной циркуляции гидротермальных растворов; в) наличие геохимических барьеров и перекрывающих экранов.
Научная новизна работы. Обоснована роль сдвигово-раздвиговых структур в формировании угленосной формации. Установлено, что вдоль стабильных бортов приразломных впадин концентрировались наиболее угленасыщенные площади, пригодные для открытой добычи угля. Показано, что, обладая высокой проницае-
[
мостью для флюидов и гидротермальных растворов, сдвигово-раздвиговые структуры, благодаря сорбциоштым особенностям растительной органики и при наличии геохимических барьеров и перекрывающих глинистых экранов, обеспечивали промышленную концентрацию отдельных редких элементов и, прежде всего, германия.
Практическое значение работы. Выработаны критерии поиска мощных угольных залежей в приразломных структурах, а также выделения наиболее перспективных плотцадей металлоносных углей, которые могут быть использованы при поисках и разведке угольных и германий - угольных месторождений (Седых, 2002а, 20026). Указаны районы проведения детализационных работ как на уже известных месторождениях, так и оценочных работ на новых перспективных площадях.
Полученные выводы позволяют использовать приразломные угленосные впадины, как структуры, вмещающие энергетические и металлоносные угли, комплексное освоение которых предполагает высокую рентабельность угледобывающих предприятий (Седых, 1994; Седых, 2000 и др.). Прогнозные запасы и ресурсы энергетических углей и германия обеспечат их работу в течение нескольких десятков лет с учетом потребности в топливе Приморского края и стратегическом сырье, каким является германий для России. По предварительным расчётам (Баранов, 1972, Кац и др., 1997) активные запасы германия в приразломных впадинах Приморья составляют 70 % от общероссийских.
Апробация работы- По теме диссертации опубликовано около 70 работ: 4 монографии в соавторстве, более 40 статей, тезисы докладов, научно-исследовательские отчёты. Основные положения и практические рекомендации работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференциях и совещаниях в Ленинграде (1977), Москве (1983), Ростове-на-Дону (1991), Екатеринбурге (1993), Чанчуне, КНР (1995), Пекине, КНР (1996), Санкт-Петербурге (2000), Владивостоке (2001, 2004), Москве (2003); на совещаниях Дальневосточного регионального угольного комитета при Президиуме ДВО АН СССР в \л\ Хабаровске (1986) и Благовещенске (1988); на Дальневосточных конференциях геологов-угольщиков в Артёме (1974, 1978, 1982) и Владивостоке (1986); на ежегодных научно-технических конференциях ДВГТУ (Владивосток) в
период с 1980 по 2004 г.г.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав
и заключения, изложенных на 300 страницах, включая 77 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 242 наименований.
Благодарности. В течение длительного периода работы над поставленной
проблемой автор пользовался квалифицированными консулы ациями, ценными со
ветами, отдельными оригинальными разработками сотрудников целого ряда науч
ных, педагогических и производственных геологических организаций России:
А.Г. Аблаева, ВЛ. Алексеева А.А. Асипова, В.А. Бажанова, Л.А. Баскаковой,
И.И. Берсенева, В.С Быкадорова, В.Г. Варнавского, Б.И. Васильева, Н.П. Василь-
I ковского, Г.М. Власова, А.В. Внукова, Ю.Г. Волохина, А.А. Вржосека, В.В. Голо-
зубова, А.Д. Денисенко, А.И. Егорова, А.В. Зинькова, Б.А. Иванова, ГА. Иванова, В.В. Кирюкова, И.В. Китаєва, Р.С. Климовой, В.А. Красилова, В.В. Левицкого, В .Т. Луценко, Ю.Р. Мазора, А.К. Матвеева, R.B. Медведева, Я.В. Медведева, Н.Г. Мельникова, Н.Г. Мизь, К.В. Миронова, В.Б. Морозова, Л.Ф. Назаренко, СИ. Неволиной, Ю.Н. Олейника, Б.И. Павлюткина, Ю.П. Пензина, Н.И. Погребно-ва, В.И. Подоляна, А.Г. Портнова, A.M. Смирнова, СМ. Тащи, В.А. Тащилкина, ГТ.П. Тимофеева, Ш.Г. Улъмясбасва, В.П. Уткина, Г.А. Фапдюшкина, Н.А. Флорен-сова, А.И. Ханчука, В.Г. Хомича, В.М. Цейслсра, А.И. Целигорова, В.Ф. Черепов-ского, Б.Я. Черныша, В.Г. Чугуевского, И.Г. Шаровой, А.Д. Щеглова, СА. Щеки и других. Всем им автор особенно признателен.
