Курсовая работа. Растенияуглеобразователи. Угольные бассейны палеозоя (мезозоя, кайнозоя) огу 21. 05. 02 4 6 14 058 пз
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Геолого-географический факультет Кафедра геологии Курсовая работа По дисциплине: «Основы палеонтологии и общая стратиграфия» Тема: «Растения-углеобразователи. Угольные бассейны палеозоя (мезозоя, кайнозоя)» ОГУ 21.05.02 4 6 14 058 ПЗ  Оренбург, 2016ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ По дисциплине ОСНОВЫ ПАЛЕОНТОЛОГИИ И ОБЩАЯ СТРАТИГРАФИЯ (название) 1. Тема:«Растения-углеобразователи. Угольные бассейны палеозоя (мезозоя, кайнозоя)» 2. Содержание курсовой работы: 1.1 Окаменелости в угле 5 2. Виды образования 7 2.1 Ископаемые корни 7 2.2 Циклотемы 8 2.3 Глинистый сланец 10 3. Структура угля 11 3.1 Глыбы в угле 12 4. Углефикация 13 1.1 Окаменелости в угле 5 2. Виды образования 7 2.1 Ископаемые корни 7 2.2 Циклотемы 8 2.3 Глинистый сланец 10 3. Структура угля 11 3.1 Глыбы в угле 12 4. Углефикация 13 Дата выдачи задания «30» марта 2016 г. Руководитель ______________/Леонтьева Т.В./ (подпись) ( Ф.И.О.) Срок сдачи студентом законченной работы «___»_______ 2016 г. Исполнитель Студент группы 15ПГ (с) - 2 __________ / Станев Д.В./ (подпись) (Ф.И.О.) Содержание: Введение…………………………………………………………………………...4 Глава I Происхождение угля …………………………………………………….5 1. Общие сведения……………………………………………......……………….5 1.1 Окаменелости в угле …………………………………………….....………...6 2. Виды образования……………………………………………………………...8 2.1 Ископаемые корни…………………………………………………………….9 2.2 Глинястый сланец…………………..………………………………………..11 2.3 Циклотемы ………………..…………………………………………………11 3. Структура угля…………………………………………………………...……12 3.1 Глыбы угля…………………………………………...………………………13 4. Углефикация……………………………. …………………………....………14 Глава II Ископаемые растения-углеобразователи…………………………..…15 Глава III Угольные бассейны палеозоя………………………………...………25 1. Общая характеристика палеозоя……………………………………………..25 2. Донбасс…………………………………………………………..…………….26 3. Печорский каменноугольный бассейн………………………………………31 4. Аппалачский каменноугольный бассейн……………………………......…..34 Заключение ………………………………………………………………………35 Список использованных источников…………………………………………...36 Введение Уголь — полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся как из частей древних растений, и в значительной степени из битумных масс, излившихся на поверхность планеты, подвергшихся метаморфизму вследствие опускания на большие глубины под землю под высокими температурами и без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В разное время,в разном месте в геологическом прошлом Земли существовали густые леса в водно-болотных низинах. Из-за естественных процессов, таких как наводнения, эти леса оказывались похоронены под землей. По мере того как слой почвы над ними увеличивался, росло давление. Температура также поднималась по мере опускания. В таких условиях растительный материал был защищен от биодеградации и окисления. Поглощенный растениями углерод в огромных торфяниках в конечном итоге был покрыт и глубоко погребён отложениями. Под высоким давлением и высокой температурой, мертвая растительность постепенно преобразуется в уголь. Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса выделяемые в ходе него кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь. Глава I. Происхождение угля. 1. Общие сведения. Накопленные, уплотненные и переработанные растения образуют осадочную породу, которая называется углем. Уголь является не только источником огромного экономического значения, но и породой, которая обладает особой привлекательностью для студента, изучающего историю земли. Несмотря на то, что уголь образует менее одного процента всех осадочных пород земли, он имеет огромное значение для геологов, которые доверяют Библии. Именно уголь дает геологу-христианину одно из наиболее сильных геологических аргументов в пользу реальности глобального Ноевого Потопа. Для того чтобы объяснить формирование угля, было предложено две теории. Популярная теория, которой придерживается большинство униформистских геологов, заключается в том, что растения, из которых состоит уголь, накапливались в огромных пресноводных болотах или торфяных болотах на протяжении многих тысяч лет. Эта первая теория, которая предполагает рост растительного материала в месте его обнаружения, называется автохтонной теорией. Вторая теория предполагает, что угольные пласты накопились из растений, которые быстро перенеслись из других мест и отложились в условиях затопления. Эта вторая теория, согласно которой происходило перемещение растительного мусора, называется аллохтонной теорией. 1.1 Окаменелости в углеТипы ископаемых растений, которые обнаруживаются в угле, очевидно, не подтверждают автохтонную теорию. Ископаемые деревья плауны (например, Lepidodendron и Sigillaria) и гигантские папоротники (особенно Psaronius), характерные для Пенсильванских угольных отложений, могли иметь некоторую экологическую устойчивость к болотистым условиям, тогда как другие ископаемые растения Пенсильванского бассейна (например, хвойное дерево Cordaites, гигантский хвощ зимующий Calamites, различные вымершие папоротникообразные голосеменные растения) в соответствии с их основной структурой должно быть предпочитали хорошо просушенные почвы, а не болота. Многие исследователи считают, что анатомическое строение ископаемых растений указывает на то, что они произрастали в тропических или субтропических климатических условиях (довод, который можно использовать против автохтонной теории), поскольку современные болота являются наиболее обширными и имеют самое глубокое накопление торфа в более прохладных климатических условий более высоких широт. Из-за увеличенной испарительной способности солнца, современные тропические и субтропические области наиболее бедны торфами. В угле нередко встречаются морские ископаемые, такие как ископаемые рыбы, моллюски и брахиоподы (плеченогие). В угольных пластах обнаруживаются угольные шарики, представляющие собой округлые массы скомканных и невероятно хорошо сохранившихся растений, а также ископаемые животные (включая морских животных),1 которые имеют непосредственное отношение к этим угольным пластам. Небольшой морской кольчатый червь Spirorbis, как правило, обнаруживается прикрепленным к растениям углей Европы и Северной Америки, которые относятся к Каменноугольному периоду. Поскольку анатомическое строение ископаемых растений мало указывает на то, что они были приспособлены к морским болотам, залегание морских животных вместе с неморскими растениями свидетельствует о том, что смешивание произошло во время перемещения, что таким образом поддерживает модель аллохтонной теории. Среди наиболее удивительных видов ископаемых, которые обнаруживаются в угольных слоях – вертикально залегающие стволы деревьев, которые перпендикулярно к напластованию часто пересекают десятки футов породы. Эти вертикальные деревья зачастую встречаются в пластах, которые связаны с угольными отложениями, а в редких случаях они обнаруживаются и в самом угле. В любом случае осадочные породы должны накапливаться быстро для того, чтобы покрыть деревья до того, как они испортятся и упадут. У кого-то может создаться впечатление, что эти деревья находятся в их первоначальном положении роста, но некоторые данные указывают на то, что это совсем не так, а даже наоборот. Некоторые деревья пересекают пласты по диагонали, а некоторые обнаруживаются вообще перевернутыми. Иногда, оказывается, что вертикально залегающие деревья пустили корни в положении роста в пластах, которые полностью пронизаны вторым вертикально расположенным деревом. Полые стволы ископаемых деревьев, как правило, заполнены осадочной породой, которая отличается от залегающих рядом окружающих горных пород. Применимая к описанным примерам логика указывает на перемещение этих стволов. 2. Виды образования2.1 Ископаемые корниНаиболее важным ископаемым, которое имеет прямое отношение к спорам по поводу происхождения угля, является стигмария - ископаемый корень или корневище. Стигмария чаще всего обнаруживается в пластах, которые залегают под угольными пластами и, как правило, имеет непосредственное отношение к вертикальным деревьям. Считалось, что стигмария, которую 140 лет назад исследовали Чарльз Лайель и Д.У. Доусон в угольной последовательности каменноугольного периода в Новой Шотландии, является однозначным доказательством того, что растение росло именно в этом месте. Многие современные геологи продолжают настойчиво утверждать, что стигмария представляет собой корень, который образовался именно в этом месте, и который уходит в почву, залегающую ниже угольного болота. Угольная последовательность Новой Шотландии была недавно исследована заново Н.A. Рупке,3 который обнаружил четыре довода в пользу аллохтонногопроисхождениястигмарии, полученных на основании исследования осадочных отложений. Обнаруживаемое ископаемые, как правило, обломочное и редко прикреплено к стволу – это указывает на предпочтительную ориентировку его горизонтальной оси, которая создалась в результате действия течения. Кроме того, ствол заполнен осадочной породой, которая не похожа на окружающую ствол породу, и он часто обнаруживается на многих горизонтах в пластах, которые полностью пронизаны вертикальными деревьями. Исследование Рупке подвергло серьезным сомнениям популярное автохтонное объяснение других пластов, в которых обнаруживаются стигмарии. 2.2 ЦиклотемыУголь обычно залегает в последовательности осадочных пород, которая называется циклотемой. Идеализированная Пенсильванская циклотема может иметь пласты, которые отложились в следующем восходящем порядке: песчаник, глинистый сланец, известняк, подстилающая глина, уголь, глинистый сланец, известняк, глинистый сланец. В типичнойциклотеме, как правило, отсутствует один из составляющих пластов. На каждом участке циклотемы каждый цикл отложения обычно повторяется десятки раз, и каждое отложение залегает на предыдущем отложении. В Иллинойсе находится пятьдесят последовательно расположенных циклов, и более ста таких циклов залегает в Западной Вирджинии. Несмотря на то, что угольный пласт, формирующий часть типичной циклотемы, обычно довольно тонкий (как правило, толщиной от одного дюйма до нескольких футов) латеральное расположение угля имеет невероятные размеры. В одном из проведенных современных стратиграфических исследований4 было проведено соотношение между угольными месторождениями: Броукен Эрроу (штат Оклахома), Кроуберг (штат Миссури), Вайтбрест (штат Айова), Колчестер намбер 2 (штат Иллинойс), Коал IIIa (штат Индиана), Шультцтаун (Западный Кентукки), Принцесс намбер 6 (Восточный Кентукки), и Лоуер Киттаннинг (штаты Огайо и Пенсильвания). Все они образуют один, огромный угольный пласт, который простирается на сотню тысяч квадратных километров в центральной и восточной части Соединенных Штатов. Ни одно современное болото не имеет такую площадь, которая бы хоть чуть-чуть приближалась к размерам Пенсильванских угольных залежей. Если автохтонная модель образования угля верна, то должны были преобладать очень необычные обстоятельства. Вся территория, часто включающая десятки тысяч квадратных километров, должна была бы одновременно подняться над уровнем моря для того, чтобы произошло накопление болота, а затем она должна была бы опуститься для того, чтобы её затопил океан. Если ископаемые леса поднялись бы слишком высоко над уровнем моря, болото и его антисептическая вода, необходимая для накопления торфа, просто бы испарилась. Если во время накопления торфа в болото вторглось бы море, морские условия уничтожили бы растения и другие осадочные отложения, и торф не отложился бы. Тогда, в соответствии с популярной моделью, формирование толстого угольного пласта указывало бы на сохранение невероятного баланса на протяжении многих тысяч лет между скоростью накопления торфа и повышением уровня моря. Такая ситуация кажется наиболее неправдоподобной, особенно если вспомнить, что циклотема повторяется в вертикальном разрезе сотни раз или даже больше. А может эти циклы лучше всего можно объяснить как накопление, которое происходило во время последовательного повышения и отступления вод потопа? 2.3 Глинистый сланецКогда речь заходит о циклотеме, наибольший интерес вызывает подстилающая глина. Подстилающая глина представляет собой мягкий слой глины, который не расположен в виде пластов и часто залегает под угольным пластом. Многие геологи считают, что это - ископаемая почва, на которой существовало болото. Присутствие подстилающей глины, особенно когда в ней обнаруживаются стигмарии, часто интерпретируется, как достаточнодоказательство автохтонного происхождения углеобразующих растений. Однако недавно проведенное исследование подвергло сомнению интерпретацию подстилающей глины, как ископаемой почвы. Никакие характеристики почвы, которые были бы подобны характеристикам современной почвы, не были обнаружены в подстилающей глине. Некоторые минералы, обнаруженные в подстилающей почве не относятся к типам минералов, которые должны были бы обнаруживаться в почве. Наоборот подстилающие глины, как правило, имеют ритмическую слоистость (на самом дне расположен более крупный зернистый материал) и признаки образования глинистых хлопьев. Это простые характеристики осадочных пород, которые образовывались бы в любом слое, который накапливался в воде. Многие угольные слои не залегают на подстилающих глинах, и всякие признаки существования почвы отсутствуют. В некоторых случаях угольные пласты залегают на граните, аспидном сланце, известняке, конгломерате или других породах, которые непохожи на почву. Подстилающая глина без расположенного сверху угольного пласта встречается часто, как и подстилающая глина часто залегает сверху угольного пласта. Отсутствие распознаваемых почв ниже пластов угля указывает на то, что здесь не мог расти никакой тип буйной растительности и подтверждает идею о том, что углеобразующие растения были сюда перемещены. 3. Структура угляИзучение микроскопического строения и структуры торфа и угля помогает понять происхождение угля. A. Д. Коен5 был инициатором сравнительного структурного исследования современных автохтонных торфов, образованных из мангровых деревьев и редкого современного аллохтонного прибрежного торфа из южной Флориды. Большинство автохтонных торфов содержали растительные фрагменты, которые имели неупорядоченную ориентацию с преобладающим матриксом более мелкого материала, тогда как аллохтонный торф имел ориентацию, образованную потоками воды с вытянутыми осями растительных фрагментов, которые были расположены, как правило, параллельно к береговой поверхности с характерным отсутствием более мелкого матрикса. Плохо отсортированный растительный мусор в автохтонных торфах имел крупную структуру благодаря переплетенной массе корней, тогда как автохтонный торф обладал характерной микрослоистостью благодаря отсутствию вросших корней. Проводя это исследование, Коен отметил: "В ходе исследования аллохтонного торфа была выявлена одна особенность, которая заключалась в том, что вертикальные срезы этого материала, сделанные с помощью микротома, выглядели больше похожими на тонкие срезы Каменноугольного угля, чем любой исследуемый автохтонный образец".6 Коен обратил внимание на то, что характеристики этого автохтонного торфа (ориентация вытянутых фрагментов, отсортированная зернистая структура с общим отсутствием более мелкого матрикса, микрослоистость с отсутствием спутанной корневой структуры) также являются характеристиками углей Каменноугольного периода! 3.1 Глыбы в углеОдной из наиболее впечатляющих внешних особенностей угля является наличие в нем крупных глыб. На протяжении более ста лет эти крупные глыбы обнаруживаются в угольных пластах по всему миру. П.Х. Прайс7 провел исследование, в котором изучил крупные глыбы угольного месторождения Сьюелл, которое находится в Западной Вирджинии. Средний вес 40 собранных глыб составлял 12 фунтов, а самый крупный булыжник весил 161 фунт. Многие булыжники представляли собой вулканическую или метаморфическую породу, в отличие от всех других обнажений пород в Западной Вирджинии. Прайс предположил, что крупные глыбы могли вплестись в корни деревьев и перенестись сюда издалека. Таким образом, наличие в угле крупных глыб поддерживает аллохтонную модель. 4. УглефикацияСпоры относительно природы процесса превращения торфа в уголь ведутся на протяжении многих лет. Одна существующая теория предполагает, что именно время является основным фактором в процессе углефикации. Однако эта теория утратила свою популярность, потому что было установлено, что со временем не происходит никакого систематического повышения метаморфической стадии угля. Существует несколько явных несоответствий: лигниты, которые являются самой низшей стадией метаморфизма, залегают в некоторых самых древних углесодержащих пластах, тогда как антрациты, представляющие самую высшую степень метаморфизма угля, залегают в молодых пластах. Вторая теория относительно процесса превращения торфа в уголь предполагает, что основным фактором в процессе метаморфизма угля является давление. Однако данная теория опровергается многочисленными геологическими примерами, в которых стадия метаморфизма угля не увеличивается в сильно деформированных и складчатых пластах. Более того, лабораторные эксперименты показывают, что увеличение давления фактически может замедлить химическое превращение торфа в уголь. Третья теория (на сегодня наиболее популярная) предполагает, что самым важным фактором в процессе метаморфизма угля является температура. Геологические примеры (вулканические интрузии в угольных пластах и подземные пожары на шахтах) показывают, что повышенная температура может вызвать углефикацию. В результате одного проведенного эксперимента с использованием процесса быстрого нагревания всего за несколько минут было образовано вещество, напоминающее антрацит, при этом большая часть тепла была образована в результате преобразования целлюлозного материала. Глава II. Ископаемые растения-углеобразователи Ископаемые растения образуют осадочные породы (тор, уголь, водорослевые известняки и др.) или встречаются как включения в массе минеральных частиц. Остатки таких растений находят в породах различного происхождения, как морских, так и континентальных. Иногда они образуются в результате погребения целого растения, корней, стволов в пожизненном положении под наносами песка, ила или вулканического пепла. Беннениты (Cycadeoidea) Порядок вымерших голосеменных растений, обильно ветвящиеся тонкоствольные кустарники или толстоствольные неветвящиеся бочонковидной формы, покрытые панцирем из черешков опавших листьев и войлоком волосков.  Войновскиевые (Vojnovsiyales) Вымерший порядок палеозойских голосеменных деревья с побегами двух типов – длинными и укороченными. Листья лентовидные, ланцентные, обратноланцентные, языковидные, с параллельными или расходящимися жилками, нередко с устьичными желобками. Репродуктивные органы на специализированных плодущих побегах, покрытых широкими чешуевидными листьями – катафиллами.  Глоссоптериды (Glossopteridales) Вымерший порядок палеозойских голосеменных. Деревья и кустарники со своеобразными членистыми корневищами. Листья крупные языковидные, в типичном случае с сетчатым жилкованием, с пучком соединительных жилок или без него, расположенные спирально или пучками на укороченных побегах. Многие из них росли на болотах и были основными пермскими углеобразователями в южном полушарии..  Каламиты (Calamitales) Вымерший порядок палеозойских членистостебильных. Древесные растения высотой до 20м, они уступали в размерах лепидодендронам, образуя второй ярус заболоченных лесов каменноугольного периода. Стебли членистые, междоузлия продольноребристые. В узлах – мутовки игольчатых листьев, от четырёх до сорока, свободных или сросшихся у основания. У некоторых видов листья последовательных мутовок перекрывались, полностью покрывая стебель.  Кейтониевые (Caytoniales) Вымерший порядок мезозойских растений, деревья со сложнопальчатыми листьями, имеющими сетчатое жилкование. Семенные органы сережковидные с мясистыми вместилищами семяпочек – купулами («плодолистиками»). Честь открытия кейтиниевых принадлежит аглийскому палеоботанику Томасу. Он пришел к выводу о том, что кейтониевые были вымершей боковой ветвью покрытосеменных.  Кордаитовые (Cordaitales) Порядок вымерших голосеменных растений. Встречаются в отложениях карбона – перми. Мощные стволы с линейными листьями (длина 20-50см и более.) Органы размножения – в виде сережек с мужскими и женскими стробилами. Возможно, дали начало хвойным. Руководящие ископаемые.  Лепидодендровые (Lepidodendrales) Вымерший порядок палеозойских плауновидных, достигавших размеров высокого дерева (до 40м высотой и 1м в диаметре). Большая часть массы их толстого ствола приходилась на мощно развитую кору, тогда как проводящий цилиндр был относительно тонким.  Лептостробовые (Leptostrobales) Вымерший порядок мезозойских голосеменных древовидные растения с лентовидными или игольчатыми листьями, собранными пучками на укороченных побегах. Судя по характеру сохранности листьев и укороченных побегов, эти растения были листопадными. Пыльцевые и семенные шишки сережковидные.  Проангиоспермы (Proangiospermae) Сборная группа вымерших мезозойских растений. Общим для них является развитие признаков, характерных для цветковых растений – сосудов в древесине, цветковидных репродуктивных органов. Вместе с тем проангиоспермы обнаруживают признаки, которые не позволяют видеть в них полноценных покрытосеменных растений: например, оплодотворение еще носило типичный для голосеменных характер. В целом проангиоспермы могут рассматриваться как эволюционный уровень, промежуточны й между голосеменными и покрытосеменными.  Прогимноспермы (Progymnospermophyta) Вымершие девонские древесные растений, возможные предки голосеменных растений. В девонских отложениях издавна были известны остатки крупынх окаменелых стволов типа калликсилон Callyxyon с годичными кольцами роста, по анатомической структуре сходных со стволами хвойных деревьев. Это сходство выражалось в развитии плотной древесины с окаймленными порами на стенках проводящих элементов – трахеид. Никто не сомневался в том, что эти стволы принадлежат голосеменным. Их долгое время считали остатками древних хвойных или кордаитов.  Псилофиты (Psilophyta) Сборная группа примитивных наземных растений, появившихся в конце силурийского периода и достигших значительного морфологического разнообразия в течение раннего-среднего девона. Включает три основные группы – риниофитов, зостерофиллов и тримерофитов. Название, означающие «голые растения», произведено от рода псилофитон (Psilophyton), описанного еще в середине 19 века Досоном из нижнедевонских отложений Канады.  Глава III. Угольные бассейны палеозоя Общая характеристика палеозоя. Палеозойская эра — древнейший этап фанерозойской истории Земли — характеризуется появлением новых особенностей геологического развития, не встречавшихся в докембрии, прогрессивным усложнением органического мира, который оказывает всё большее влияние на процессы осадочного литогенеза. К кембрию уже оформились крупные блоки континентальной земной коры — Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Североамериканская, Бразильская, Африканская, Индостанская и Австралийская платформы, которые сохранялись на протяжении всей палеозойской эры. Развитие платформ характеризовалось спокойными тектоническими движениями. Временами они закрывались мелководными эпиконтинентальными морями, в которых отлагались осадки небольшой мощности, составившие осадочный чехол платформы. Отдельные участки платформы в разное время испытывали более интенсивное прогибание, и в таких понижениях накапливались мощные толщи угленосных (Донбасс, Печорский бассейн, Аппалачи), молассовых или эвапоритовых соленосных формаций (Предуральский краевой прогиб и др.). Платформенные блоки континентальной коры разделялись геосинклинальными областями с корой океанического типа, обладавшими иным режимом тектонических движений и осадконакопления. Они отличались высокой подвижностью, наличием крупных разломов, большой амплитудой прогибания. Донбасский каменноугольный бассейн Донецкий каменноугольный бассейн возник на южном крае Русской платформы. Длинный и узкий прогиб образовался в среднем девоне в результате региональных разломов между Воронежским и Украинским кристаллическими массивами. Осадочная толща, состоящая из отложений девона, карбона, перми, триаса, юры, мела, третичных и четвертичных, начиная со среднего девона, откладывалась на докембрийском фундаменте, состоящем из комплекса изверженных и метаморфизованных пород. Каменноугольные отложения, перекрывающие отложения верхнего девона, представлены полным разрезом каменноугольной системы и имеют все три отдела непрерывного разреза осадков. Нижняя часть разреза представлена толщей сплошных известняков мощностью 300—600 метров. Выше известняковой толщи, вплоть до границы с пермью, залегает толща переслаивания песчаников и сланцев (алевролитов и аргиллитов) с подчинёнными им пластами и прослоями известняков и углей. Общая мощность этой толщи достигает 18 километров. Мощность каменноугольных отложений, залегающих в центральной часть прогиба, в осевой части Донбасса достигает 5-18 километров. Отложения нижнего карбона увеличиваются от 1,8 до 6 километров, среднего карбона — от 2 до 8 километров и верхнего карбона — от 1,2 до 4 километров. Толща каменноугольных отложений подразделена на 5 свит нижнего карбона, 7 свит среднего карбона и 3 свиты верхнего карбона. В результате частой цикличной смены осадков сформировалась многопластовая песчано-глинистая толща с прослоями углей (свыше 300 метров) и известняков (до 250 метров). Аргиллиты и алевролиты (глинистые и песчаные сланцы) преобладают в геологическом разрезе донецкого карбона, достигая 60-70 %, песчаники составляют 25-40 %, известняки 1-1,5 % и угли 1-2 %. В тектоническом отношении Донбасс представляет собой ряд крупных складок, вытянутых преимущественно в направлении с северо-запада на юго-восток и осложнённых многочисленными разрывами. Отдельные районы бассейна, например, Чистяково-Снежнянский, Боково-Хрустальский, Несветаевский и другие, имеют в общем слабое проявление тектоники, в то время как Донецко-Макеевский, Алмазно-Марьевский и вся полоса промышленного Донбасса у его северной окраины весьма дислоцированы. Преобладающей формой разрывных тектонических нарушений в бассейне является надвиг. Сбросы значительно менее развиты и представлены меньшими амплитудами. Амплитуды тектонических нарушений колеблются в широких пределах от десятых долей метра до 1000 метров. Наибольшее распространение имеют надвиги с амплитудами от 30-50 до 200—300 метров. Кроме крупных тектонических нарушений, в бассейне имеет значительное развитие средняя и мелкая тектоника с амплитудами разрыва до нескольких десятков метров. На всех шахтных полях развита микротектоника, создающая существенные затруднения при ведении горных работ. В угленосной толще Донбасса залегает 310 угольных пластов рабочей и нерабочей мощности, из которых 95 пластов относятся к отложениям нижнего карбона, 200 пластов к среднему карбону и 15 пластов к верхнему карбону. Суммарное количество угольных пластов, достигающих рабочей мощности, в среднем составляет 120 пластов, в том числе в отложениях нижнего карбона залегает 29 пластов, в среднем карбоне — 87 пластов и в верхнем карбоне — 4 пласта. В бассейне разрабатывается 70 пластов, в том числе по различным районам от 40 до 2 пластов. Большинство угольных пластов (до 70 %) имеет сложное строение. Простое строение имеют пласты мощностью до 0,6-0,7 метра. Прослои в угольных пластах представлены преимущественно глинистыми сланцами. Мощность рабочих угольных пластов по Донбассу колеблется в широких пределах: от 0,5 до 1,5-1,8 при средней мощности разрабатываемых пластов 0,7-1 метра. Мощность некоторых угольных пластов достигает 2-2,5 метра, но это относится преимущественно к отдельным небольшим участкам или группам шахтных полей. В Донбассе преобладают пологие пласты угля. Крутые пласты залегают в Центральном и Кадиевском районах и на отдельных участках в других районах. Основными водоносными горизонтами в каменноугольной толще Донбасса являются известняки и песчаники. В отдельных районах бассейна меловые отложения и обводнённые третичные пески также являются крупными водоносными горизонтами. Наиболее высокой водоотдачей обладают известняки благодаря своей трещиноватости и мелкой закарстованности. Песчаники имеют меньшую трещиноватость, но значительно большую мощность, достигающую 80-120 метров, и являются наиболее крупными водоносными горизонтами, распространёнными на площади всего бассейна. Глинистые сланцы и угольные пласты практически не водоносны, частично водоносными являются трещиноватые песчаные сланцы. Движение подземных вод в каменноугольной толще происходит по трещинам горным пород. Водообильность пород снижается с глубиной. В пределах бассейна выявлено свыше 130 выдержанных водоносных горизонтов со значительными притоками. Некоторые водоносные горизонты выдерживаются на большей части бассейна, а часть их прослеживается только на территории отдельных его районов. По химическому составу воды очень разнообразны. В Центральной части бассейна преобладают воды сульфатно-карбонатного, сульфатного и сульфатно-хлоридного состава, а по катионам — кальциево-натриевые, натриево-кальциевые и натриево-кальциево-магнивые. С глубиной минерализация вод повышается. Вмещающие породы разрабатываемых угольных пластов имеют среднюю устойчивость. Преобладающими боковыми породами угольных пластов являются глинистые сланцы. В отдельных районах бассейна в связи с изменением литологического состава пород, слагающих отдельные свиты, преобладающими боковыми породами являются песчаники и песчаные сланцы, значительно реже известняки. Механическая прочность горных пород крайне неравномерна и колеблется в широких пределах. Угли Донецкого бассейна относятся к гумусовым. Сапропелитовые разности углей встречаются только в виде отдельных линз и угольных прослоев. Угли пластов, залегающих в отложениях среднего и верхнего карбона, обладают почти одинаковым материнским растительным веществом, но имеют различные качественные показатели, что объясняется в основном их различной степенью углефикации, различной степенью восстановления и окисления в процессе их формирования, а также неодинаковой зольностью и сернистостью. Содержание фосфора в угле весьма незначительно. Выход летучих веществ колеблется в широких пределах — от 2 % (антрациты) до 50 % (длиннопламенные угли). Теплота сгорания углей находится в пределах от 7500 до 8750 ккал/кг. Наиболее чистые и малосернистые угли имеются в западном секторе Большого Донбасса (Южный и Западный Донбасс) и относятся к отложениям нижнего карбона. В Донбассе установлено закономерное изменение содержания летучих веществ в углях с уменьшением их содержания в направлении с северо-запада на юго-восток и от стратиграфически вышележащих к нижележащим. Зольность и содержание серы в углях колеблются в широких пределах. Среднее содержание природной золы в большинстве угольных пластов находится в пределах 7-20 %. Малозольных углей с зольностью до 7-8 % в бассейне немного. В Донбассе преобладают угли среднесернистые (1,5-3 %). Угли Донецкого бассейна в основном имеют лёгкую и среднюю обогатимость. В Донецком каменноугольном бассейне распространены все основные марки каменных углей: длиннопламенные (Д), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), отощённые спекающиеся (ОС), тощие (Т), полуантрациты (ПА) и антрациты (А), а также переходные от бурых углей к длиннопламенным. Петрографический состав углей довольно однороден. Печорский каменноугольный бассейн Печорский угольный бассейн расположен в пределах Коми ACCP и Ненецкого автономного округа Архангельской области РСФСР. Площадь около 90 тысяч км2. Находится в области многолетнемёрзлых пород в зоне тундры и лесотундры. Первые сведения о наличии угля в бассейне относятся к 1828. В 1919 охотник В. Я. Попов сделал заявку о находке углей в бассейне реки Воркута. Геологическими поисковыми работами под руководством А. А. Чернова Печорский угольный бассейн был открыт в 1924; добыча углей с 1934. Общие геологические запасы и ресурсы 265 млрд. т (1986), из них разведанные 23,9 млрд. т (балансовые 13,7, забалансовые — 10,2 млрд. т). В 70-е гг. геологическими работами территория Печорского угольного бассейна расширена до границ Тимано-Уральской провинции ("Большая Печора"). Печорский угольный бассейн располагается в приполярной и полярной частях Предуральского краевого прогиба. Мощность угленосных пермских отложений возрастает с запада на восток в направлении прогиба от 1 до 7 км. Угленосная формация подразделяется (снизу вверх) на воркутскую (лекворкутская и интинскую свиты) и печорскую (сейдинская и тальбейская свиты) серии. Лекворкутскую свиту относят к нижней перми, интинскую свиту и печорскую серию — к верхней перми. В лекворкутской свите выделяют рудницкую и аячьягинскую подсвиты. Продуктивные отложения выполняют крупные отрицательные структуры (впадины): Косью-Роговскую и Коротаихинскую, а также Верхнеадзьвинскую, Карскую зоны мелких складок. На восточном крыле Коротаихинской и во вторичных структурах (брахисинклиналях) в центральной части Косью-Роговской впадины осваиваются месторождения Хальмеръюское, Юньягинское, Воркутинское, Воргашорское, Интинское; разведаны Нижнесырьягинское, Верхнесырьягинское, Сейдинское, Усинское и др. Угленосная формация содержит 150-250 угольных пластов и пропластков. Наибольший промышленный интерес представляют отложения рудницкой подсвиты и интинской свиты. Рудницкая подсвита содержит до 10 рабочих пластов относительно простого строения, средней мощности (1,3-3,5 м) и тонких (0,5-1,2 м), представленных мало- и среднезольными (12-18%), малосернистыми (до 1,0%), малофосфористыми (до 0,02%) углями со средней обогатимостью. Это лучшие по качеству угли Печорского угольного бассейна. В интинской свите заключено до 15 тонких и средней мощности пластов сложного строения, сложенных повышенно-зольными (16-30%), высокосернистыми (1,5-4,0%) и труднообогатимыми углями. В печорской серии пласты средней мощности, единичные мощные (до 30 м), очень сложного строения, угли высокозольные (20-40%), труднообогатимые. Угли бассейна гумусовые, полосчатые, вещественно-петрографический состав представлен в основном на 70-85% микрокомпонентами группы витринита. Марочный состав от бурых до антрацитов (карта). Преобладают каменные угли марок Б и Д (50-60%), в коксующихся основную массу составляют угли марки Ж. Средние показатели качества добываемых рядовых углей (%): марки Д (Интинское месторождение) — Wr = 11,0; Ad = 28,7; Std=3,0; Vdaf = 39,0; Oir = 18,1 МДж/кг; марки Ж (Воркутинское) — Wr = 5,0; Ad = 14,8; Sid = 0,8; Vdef = 32,0; Oir=26,7 МДж/кг. Добыча угля ведётся подземным способом, глубина разработки на Воркутинском месторождении — 300-900 м, Воргашорском — 180-350 м, Интинском — 150-600 м. Горно-геологические условия разработки сложные вследствие нарушенности залегания пластов, широкого проявления многолетней мерзлоты, повышенной метаноносности. Шахты опасны по пыли и газу. Метаконосность угольных пластов увеличивается с глубиной их залегания от 4 до 33 м3/т. Максимальный среднегодовой водоприток в шахты 70-800 м3/час, коэффициент водообильности 0,3-6,0 м3/т. Добыча угля ведётся производственными объединениями "Воркутауголь" (13 шахт) и "Интауголь" (5 шахт) в основном длинными столбами по простиранию. Производственная мощность шахт от 0,5 до 4,8 млн. т в год. Добыча 30,2 млн. т (1986). Центры добычи — Воркута и Инта. Основные потребители — Череповецкий и Новолипецкий металлургические комбинаты, Московский и Калининградский коксогазовые заводы и коксохимические заводы Украины. Энергетические угли идут в основном на тепловые электростанции и коммунально-бытовые нужды. Транспортной магистралью для вывоза углей является железная дорога Воркута — Котлас. Аппалачский каменноугольный бассейн Аппалачский каменноугольный бассейн — один из крупнейших угольных бассейнов мира. Расположен на востоке США, на территории штатов Пенсильвания, Огайо, Западная Виргиния, Кентукки, Теннесси и Алабама. Представляет собой передовой прогиб, заполненный мощной палеозойской толщей перемежающихся песчаников, сланцев, известняков и углей, перекрытых в южной части бассейна осадками мезозойского и кайнозойского возраста. Осадочные отложения слагают крупную асимметричного строения котловину, простирающуюся более чем на 1200—1250 км с юго-запада на северо-восток с почти горизонтальным залеганием пород. Площадь бассейна около 180 тыс.км². Общие запасы до глубины 900 м 1600 млрд т. Угли в основном битуминозные. Добыча открытым и подземным способами. Продуктивные толщи относятся к отложениям карбона. Характерная особенность бассейна — незначительная глубина залегания угольных пластов (не более 640 м). Имеется 28—30 рабочих пластов (средняя мощность от 1 до 3 м); более 90 % добычи производится из пластов мощностью 1—2 м. Угли суббитуминозные, битуминозные и антрациты; характеризуются малым содержанием золы, серы и фосфора; теплота сгорания горючей массы 30,1—33,5 Мдж/кг (7200— 8000 ккал/кг). В значительной части пригодны для получения металлургического кокса. Добыча углей в бассейне ведётся вертикальными и наклонными шахтами, а также штольнями и карьерами, чему способствуют почти горизонтальное залегание пластов и хорошая расчленённость рельефа. Наиболее крупные карьеры — "Маскингем" (штат Огайо, введён в 1952, 2,1 млн. т) и "Иджипт Велли" (штат Огайо, введён а 1967, 1,9 млн. т). Обогащается около 50% добываемого угля. При шахтах и карьерах (реже) действуют 236 обогатительных фабрик. Преобладают мокрые способы обогащения — отсадка и тяжёлые среды. Суммарная добыча угледобывающих предприятий Аппалачского каменноугольного бассейна в 1980 — 406 млн. т. Максимальная суммарная добыча — на предприятиях штатов Западная Виргиния (около 26%), Кентукки (около 24%) и Пенсильвания (около 21%). Наиболее крупные угледобывающие компании — "Peabody group" и "Consolidation Coal". Добытый уголь транспортируется железнодорожным и речным транспортом. Около 65% угля потребляется электростанциями, около 50 млн. т угля (в основном коксующегося) ежегодно экспортируется: 23% — в Канаду, 45% — в Японию и 26% — в Европу. Экспорт ведётся через атлантический порт Хэмптон-Родс. Заключение Мы видим, что множество подтверждающих доказательств решительно доказывают истинность аллохтонной теории и подтверждают накопление множественных угольных слоев во время Ноевого Потопа. Вертикально залегающие ископаемые деревья внутри угольных слоев подтверждают быстрое накопление растительных остатков. Морские животные и наземные (а не растущие и обитающие в болоте) растения, обнаруживаемые в угле, подразумевают их перемещение. Микроструктура многих угольных пластов имеет определенную ориентацию частиц, структуру отсортированных зерен и микрослоистость, что указывает на перемещение (а не на рост в месте залегания) растительного материала. Присутствующие в угле большие глыбы свидетельствуют о процессах перемещения. Отсутствие почвы под многими угольными пластами подтверждают тот факт, что углеобразующие растения плыли по течению. Уголь, как было показано, образует систематические и типичные порции циклотем, которые явно, как и другие породы, отложились водой. Эксперименты по исследованию изменения растительного материала показывают, что для образования напоминающего уголь антрацита вовсе не нужны миллионы лет – он может образовываться быстро под действием тепла. Список использованных источников Эволюция органического мира в палеозое и мезозое(СПб: Маматов, 2011) Палеонтология и эволюция биоразнообразия в истории Земли(М.Геос, 2012) Ожгибесов В.П., Терещенко И.И., Наугольных С.В. Пермский период: органический мир на закате палеозоя(Пермь: Арт-Дизайн, 2009) Наугольных С.В. Пермские флоры Урала(Труды Геологического института РАН, вып. 524. М.: Геос, 2007) |