CC BY
18
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 288 1976
МЕТАМОРФИЗМ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА УГЛЕЙ ЗАБАЙКАЛЬЯ
О. А. ДУЛЬЗОН
{.Представлена ¡профессором А. В, Акеар-шым)
Проблема метаморфизма органического вещества углей и вмещающих пород привлекала внимание как отечественных, так и зарубежных исследователей. Метаморфизм углей по отражательной способности вит-ринита определяли Ю. А. Жемчужников, Л. И. Сарбеева, И. И. Аммо-сов, 3. В. Ергольская, А. Б. Травин, Н. И. Бабинкова, Таи Сю-и, работники Западно-Сибирского геологического управления и др. [7, 3, 2, 4, 12, 13, 14, 15].
Определение степени метаморфизма углей все шире внедряется уг-л ей е т р о г р а ф а м и различных стран. Определение стадий метаморфизма основано на отраж ательной способности ряда микрокомпонентов угля.
Автор данной работы исследовал угли мощных пластов Тарбагатай-ского, Чернозского и Харанорского буроугольных месторождений Забайкалья. До настоящего времени изучению степени метаморфизма этих углей не уделялось должного внимания. При исследовании метаморфизма углей в качестве эталона брали полированное стекло и сравнивали с ви трен ом аншлифа под 'микроскопом при одинаковых условиях освещения. Степень отражательной способности углей Забайкалья замеряли на установке ПООС-1. Для определения стадий метаморфизма углей Забайкалья наиболее надежным методом оказался метод определения отражательной способности витрена.
При исследовании углей необходимо обратить внимание на следующие факторы, искажающие истинную степень метаморфизма. Во-первых, нужно исследовать и брать отсчеты ¡по нескольким точкам на стандартный аншлиф. Мы брали отсчеты по десяти точкам и затем вычисляли средние значения. Во-вторых, трещиноватость внутри витренов заметно влияет на показания степени метаморфизма. Нами при определении отражательной способности углей выбирались ровные участки поверхностей витрена без трещин. В-третьих, чтобы не допустить ошибки и вместо витрена не замерить отражательную способность семивитрини-та или скрытоструктурной коллинит, аншлиф просматривали при максимальных увеличениях и затем замеряли. В-четвертых, чтобы предотвратить ошибку за счет окисления витрена, перед определением отражательной способности аншлифы прогоняли на полировочных кругах. В-пятых, метод определения стадий метаморфизма угля по лейптинито-вым элементам может быть использован только как попутный и вспомогательный, но не основной. Выполнение экспериментальных работ по изучению аншлифов позволило выявить закономерности изменения свойств углей забайкальских месторождений.
Ьуроугольные месторождения Забайкалья — Тарбагатайское, Чер-но.вское и Харанорское связаны с верхнеюрскими —нижне-меловыми угленосными толщами, чередующимися с безугольными отложениями. В стратиграфическом (разрезе 'наблюдается цикличное строение пластов угля и углистых (пород. Подобная цикличность углел.роявлений свидетельствует о неоднократности геотектонических и физико-географических условий, в которых происходило накопление растительных остатков и дальнейшее его преобразование в уголь. Данные месторождения расположены ¡в Хилококой, Читино-Ингодинской и Харанорско-Тургин-ской впадинах. Угленосные отложения данных впадин имеют мощность в несколько сот метров и переслаиваются с безугольными осадками. Впадины Забайкалья имеют угленосные отложения с большим содержанием пластов и ¡прослоев угля с выдержанностью угленосных горизонтов и ¡вмещающих пород. Среди угольных пластов бассейнов угленакоп-ления наблюдаются мощные пласты угля с простым и сложным строением. Исследуемые мощные угольные пласты Тарбагатайского, Чер-иовского и Харакорского месторождений имеют простое строение.
Автор проводил в предыдущих работах детальное петрографическое исследование углей с целью изучения вещественного состава, фа-циалькой изменчивости бассейна осадконакопления и генезиса угля. При петрографическом исследовании углей вышеназванных месторождений установлено, что преобладающими являются клареновые, дюрено-клареновые; частично кларено-дюреновые, дюреновые, фюзено-кси-леновые с прослоями фюзенового угля. Данные угли относятся к гумусовому типу с единичными водорослями. В торфянике на начальной стадии углефихацик древесины структура ткани становится менее выраженной. Исследуемые нами угли имеют ксиловитрено-зую основную массу и фрагменты травянистой, древесной растительности с ксиленовой п кскловитреновой структурой. На Тарбагатайском и Черновском месторождениях наблюдаются фрагментарные включения, единичные с ксиленовой, чаще с ксиловитреновой структурой, переходящей в коллинитовую. Харанорское месторождение имеет низшую стадию метаморфизма углей и содержит микрокомпоненты с яркой ксиленовой и ксило'витрековой структурой. Древесные' остатки. имеют ясную структуру и хорошую степень сохранности. Рядом исследователей отмечалось, что в торфянике на начальной стадии углефикацни древесины структура ткани становится менее выраженной. Если на торфяной стадии древесина имеет ксиленовую структуру, то на буроугольной — ксиловитреновую и уже на каменноугольной — скрытоструктурную массу. Подобные изменения структуры древесины можно объяснить степенью обводненности бассейна угленакопления и степенью метаморфизма. Аналогичные явления об изменении структурности древесины ряд исследователей -рассматривает как «витренизацию»•—М. Тайхмюллер или «коллиннзацию» — Ван Кревелен [2, 3, 4].
На первом этапе преобразования растений-углеобразователей основную роль играют биохимические процессы, ¡при окислительно-восстановительных реакциях торфяная масса изменяется от минеральных примесей, торфяных вод, обогащенности их кислородом и т. д.
Для второго этапа изменения органического вещества углей соответствует -буроугольная стадия их геохимических превращений, физико-химические процессы протекают при невысоких температурах и давлениях.
На третьем этапе преобразования органического вещества углей, отвечающему (переходу к каменным углям, возрастает роль физико-химических процессов, ¡протекающих при более высоких температурах и давлениях. До настоящего времени в СССР и за рубежом количественная
Т а б л: и ц а 1
Петрографический состав и стадии метаморфизма углей ио пластовым пробам из шахт и углеразреаоз Забайкальских буроугольных месторождений
Микроко?,/п01!ентный состав угля а 96 Метаморфизм угля
№ п. п. № образца Месторождение, пласт и генетический тин угля VI, Р Ь ЛИ пока за тс ль отража-тс льиой способности П НОЗДУ X, ( И а ) 1 ср/ к % марка
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И
X ар 3110'рск и й утл е р а з р ез, пласт Новый 1 (а)
1 5 Витринитовый кларен 98,08 0,22 ...... IЛ 0 6.06
2 17 В итр и н и то-фюзин и т ов ы й ел а;р е и 95,41 — 3.15 0,9 О - 5,87 Б2
3 120 В и тр и .к и то-ф юзин и тов ы й к л ар ел 74,82 2,58 5.04 14,98 2,58 5,61
4 125 Витринитовый кларен 83,58 ¡,57 7,52 (722 1,60 6,53
5 137 Вияр-ичгитовык «клареи 85,75 0.85 5,30 ] 736 0.71 Ш
Ч ер;Н о;нок:И Л уг л ер аз рез, шахта, пласт III
6 174 В и т р и ь: и т о - ф ю з и ннт си ы и к л а р е н 8Ь Яг» 7.10 о 9!
7 176 В игр ин и то -м икр оспораш и тов ы й к л а р с 11 89,85 0,04 2,071 7,17
8 182 В и тр инито -кутинито® ый ¡к л ар е н 81,27 12,75 1,88 4,10 ..... 0,54
9 189 Витринитовый ¡кларен 89,68 8,72 ...... 042 3,00 7,05
10 213 Витршито-фюзинитовый кларен ..... 7.00 10,25 0770 7,08 Б3
11 215 Вншриннто-'мнк'роспаршито'вый кларен 95,7,') 0.1 1 0,81 3,35 6,16
12 217 Витринито-фюзинитовьш ¡кляреп 88.95 4,74 548 1:! 3 7,00
о
СО СО LO
ю со tC ÇD
te
•о 2 S "С со' ^
—* N. О
О СО
сч fC со
I О
2
Ю о сч i.о <м Q0 тр to ю U0
со ю о" СО 1С
S $ 3 8 g g й
-О' CD
о* ! i ¡ í Я. i -Ч о » i i i о '
s
•sf о
va i о
СО ■Ч-"
" §8
'X О Î -
s
, s ц s
1 —" О Ci"
12 8 8. g ? tC со со" сГ о>
го о о :;г <м ÎO о о о о о
СГ5 i о х> -1 о> — см со ю
g îC § ^ 00 оо ^ _Г c^í со сс о" 00 о 00
со
ГХ С/, t-
CG СО
со С"; СО — --ч ех О) О-; С\!
¿5
о.
03
4
-S
CQ Ö
g. i Ö С
;í
S •
С
г~
к п: к с. н S í£¡
. ™
g
h
■ L-',
'¿г.
С—
•rr- г-
Н
сз
н
сз
i— ¡-1
r.Z
\о
H
(U ig 1 S s
г-.. .-'.i. о. P- С:. CL.
ce c:j ä (ГС
Ч "i п
К ■¿t « « «
sS «S
й S
"Г Í.C- « CO P2 Ö
;;; 9 0 Ö Ö о
i- h- f- H
^ -•í s K к
Г" i'.'j ir. s: rn
"i s i-M s
О, CL. Ou 0.
ь* r- r~ fi H
Ä a S s
са ¡33 23 PQ PO ¿Q
CO Oí
О ,—. —1
-.0 '.'i CO CO •со со
о со О
v— ' < ся CM
сз о г-S
Гц
s CU Er H
5: %
ä r*
ri и
«
s (V ô ™
p- a g
r- 9 2Г.
tri
»3 aS F
w
m ^
ó О ó
и H
s я
г;: к
к s
p-
H i- ir»
к s; '¡X
ce ca CZ
C-î l.O
со со СО СО
C-3 ) О
oc c<i t\j о-;
оценка степени гелификации не производилась. Автором данной статьи был произведен ¡подсчет микрокомпонентов с ксиленовой, ксиловитрено-вой, звездчатой и скрытой структурой (табл. 1). Данное определение растительных остатков позволяет сказать, что метаморфизм витринита углей пластов меняется сверху вниз по стратиграфическому разрезу.
Нужно заметить, что в аншлифах микроковдюненты угля имеют различную степень метаморфизма, которая для Тарбагайского, Чернов-ского и Харанорского буроугольных месторождений находится в пределах 5,07—7,90%. Для Тарбагатайского месторождения характерно незначительное увеличение степени метаморфизма с глубиной и существенное увеличение для клареновых углей, обогащенных минеральными рудными и нерудными примесями.
Процесс преобразования торфяников и последующая углефикация органического материала происходили в межгорных впадинах с быстрым уплотнением и захоронением угленосных пластов. Углефикация включает в себя более широкий процесс угленакопления и превращения исходного вещества. Метаморфизм же — это более узкий процесс, протекающий с изменением качества и свойства углей по мере перехода от бурых в каменные и до графита. Метаморфизм органического вещества углей мощных пластов вышеуказанных месторождений увеличивается с глубиной, что является характерным признаком регионального метаморфизма, т. е. метаморфизма, происходившего под влиянием температуры земных недр, постепенно нараставшей с погружением осадков. Угли указанных месторождений по отражательной способности следует отнести к группе бурых углей марки Б2-Б3 Д, Харанорские-Б2, Черновские-Б3, Тарбагатай-ские-Бз Д.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. В. Аксарин, А. В. Внуков, О. А. Дульзо-н. Вещественный состав и иетрогенетические типы углей Тарбагатайского буроугольного месторождения Центрального Забайкалья. Изв. ТПИ, т. 218, 1970.
2. И. И. Аммосов. Основные причины неодинакового состава и свойств ископаемых углей. В сб.: «Химия и генезис твердых горючих ископаемых». Тр. Первого Всесоюзного совещания 1950. М., изд. АН СССР, 1953.
3. И. И. Аммосов и Тан С ю-и. Стадии изменения углей и парагенети-ческие отношения горючих ископаемых. М., изд. АН СССР, 1961.
4. И. И. Аммосов. Исходный материал основных петрографических компонентов гумусовых углей. Тр. института горных ископаемыхs т. И, М., ¡изд. АН СССР, 1950.
о. Н. И. Б а б кiH¡к об а, С. А. Му с ял. Характеристика мтарокомтонеютн-о-го состава бурых углей. В сб.: «Петрология углей и парагенез горючих ископаемых». М., «Наука», 1967.
6. Н. Г. Железнова. Количественная оценка степени разложения лигни-тов. Известия вузов, «Геология и разведка», № 6, М., 1964.
7. Ю. А. Жемчужник о в а. Материалы к генезису Черновского и Бука-чачшьското месторождений углей. М. — Л., Госгеолиз-дат, 1941.
8. 3. В. Ергольская. Методика петрографического исследования угольного пласта для определения качества угля. Материалы до геологии. Зап. Сиб., № 59, 1947.
9. Н. Ф. Карпов, Л. П. Нефедьева. Угленосность. В сб.: «История верхнемелового угленакопления на территории Бурятской АССР и юго-восточной части Ленского бассейна». Тр. лаб. геол. угля, ¡выл. XVIII, М.— Л., изд. АН СССР, 1963.
10. В. В. Мокринский. Южноякутская угленосная площадь. Тр. лаб. геол. угля., вып. XI, М. —Л., изд. АН СССР, 1961.
11. Е. А. Рогозина. К вопросу об изменении углей различных генетических типов в процессе метаморфизма. «Литология и полезные ископаемые», 1966, № 5.
12. А. Б. Травин. О метаморфизме углей. В сб.: «Химия и генезис твердых горючих ископаемых». Тр. Первого Всесоюзного совещания 1950, М., изд. АН СССР, 1953.
13. А. Б. Травин. Микроскопический метод определения степени метаморфизма угля в сдвоенных аншлифах. Тр. ТГУ, серия геологическая, т. 124, 1953.
14. А. Б. Травин. О некоторых микроскопических признаках глубинного, контактового и динамо термального метаморфизма ископаемых углей. Тр. горно-геол. института, вып. 17, 1956.
15. П. А. Трушяов. Метаморфизм органического вещества в мезозойских отложениях центральной части Западносибирской низменности. Тр. СНИИГ-ГИМСа, вып. 47. Новосибирск, 1966.
