Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Том 4. Угольные бассейны и месторождения Урала

Citation preview

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

★

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ГЕОЛОГИЯ

ГЕОЛОГИЯ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЯ И ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЯ И ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

СССР

СССР

ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ:

И. И. Аммосов, Д. Н. Бурцев, Г. А. Иванов, Г. В. Коротков В. А. Котлуков, И. А. Кузнецов, К■В. Миронов, И. И. Молчанов, В. Е. Некипелов, В. С. Попов, С. П. Прохоров, С. А. Скробов (главный редактор), А. В. Тыжнов (зам. главного редактора), Н. В. Шабаров (зам. главного редактора), В. И. Яворский

УГОЛЬНЫЕ БАССЕЙНЫ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАЛА

Р е д к о л л е г и я т о ма : Л. Д. Башаркевич, Г С. Калмыков, В. А. Л ушника в. К. В. Миронов (редактор), Ь. Ф. Тарханеев (зам. редактора)

ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А .

• МОСКВА

19 6 7

ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А »

- МОСКВА

1967

УДК 553.9 : 550(47)

ВВЕДЕНИЕ В настоящем 4 томе монографии «Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР» дано описание угольных бассейнов и место­ рождений Урала (рис. 1). Рассматриваемая площадь ограничена коор­ динатами 50о00'—64°00' с. ш. и 55°00'—61°00' в. д. и включает в себя территории Пермской, Свердловской, Челябинской, Оренбургской обла­ стей и Башкирской АССР, частично Курганской, Тюменской областей РСФСР и Актюбинской области Казахской ССР. Урал представляет собой сложную область герцинской складчато­ сти, расположенную между Русской платформой и Западно-Сибирской впадиной. К северу от Урала находятся складчатые зоны Пай-Хоя и Новой Земли, к юго-западу — Прикаспийская синеклиза, к юговостоку— Тургайский «пролив». В стратиграфическом разрезе Урала участвуют нормальные оса­ дочные и метаморфические породы от архея до четвертичного возра­ ста. Широко развиты разнообразные по составу и возрасту извержен­ ные породы. В геологическом развитии Урала проявилось несколько этапов угленакопления, основными из которых были нижнекарбоновый, нижнеме­ зозойский и палеогеново-неогеновый. Углепроявления в отложениях франского яруса верхнего девона, установленные в ряде пунктов на западном склоне Урала (Лемезинское месторождение в Башкирской АССР и др.), промышленного интереса не представляют. Нижнекарбоновое угленакопление получило на Урале широкое распространение в восточной и западной частях Уральской геосинкли­ нали. Характерным является возрастное смещение угленосных форма­ ций с юга на север Урала от низов турне до низов визе. Так, Берчогурская формация, расположенная на южном замыкании Уральской геосинклинали, имеет нижнетурнейский возраст. В Восточно-Уральской угленосной провинции возраст угленосных отложений изменяется от турнейского (Домбаровское месторождение, Полтаво-Брединский угле­ носный район) до нижневизейского (Егоршино-Каменский угленосный район). В Западно-Уральской угленосной провинции, расположенной вдоль северной половины западного склона Урала, в которую входит Кизеловский каменноугольный бассейн и Шугор-Вуктыльский угленос­ ный район, угленосная формация по возрасту относится к низам визейского яруса (бобриковский горизонт Подмосковного бассейна). Пермский этап угленакопления получил развитие в Северо-Запад­ ном Предуралье между Тиманом и Уралом (Печорский каменноуголь­ ный бассейн). В пределах территории, рассматриваемой в настоящем томе, следы пермского угленакопления выявлены в Башкирской АССР в виде непромышленных месторождений типа Алыпеевского. Следующий существенно важный для Урала этап угленакопления связан с нижнемезозойским временем. Этот этап представлен двумя фазами: верхнетриасовой и нижнеюрской (кейпер-лейас). С первой 2—9—4

- Введение

7

связано образование Челябинского буроугольного бассейна, месторож­ дений Буланаш-Елкинского каменноугольного и Серовского буроуголь­ ного районов, расположенных в двух узких полосах, меридионально вытянутых вдоль восточного склона Северного и Среднего Урала. Со второй, среднеюрской фазой (байос-бат) связаны Орский буроуголь­ ный район и Урало-Каспийский бассейн на южном Урале, а также Атюсское месторождение и непромышленные углепроявления (Чаповское, Лангурское и др.) в восточной части Серовского угленосного района. Верхнемезозойское угленакопление проявилось только на восточ­ ном склоне Приполярного Урала (Северо-Сосьвинский буроугольный бассейн). Промышленная угленосность здесь связана с отложениями келловей-оксфорда, распространенными на обширной площади от Обской губы до верховьев р. Сев. Сосьвы. Границы развития угленос­ ной формации в сторону Западно-Сибирской низменности не установ­ лены. Угленакопление мелового возраста на территории Урала прояви­ лось слабо. Непромышленные углепроявления этого возраста в виде высокозольных лигнитов вскрыты в баррем-аптских осадках на пло­ щади Северо-Сосьвинского бассейна, в Нижнесалдинском и Каменском районах Свердловской области, в западной части Китайского района Курганской области. Последний этап угленакопления на Урале связан с палеогеново­ неогеновым (олигоцен-миоцен) временем. Угленосные формации этого возраста получили развитие в южной части Предуральского прогиба, на обширной территории Южно-Уральского буроугольного бассейна. Непромышленные углепроявления этого возраста зафиксированы на Кунгурско-Красноуфимской площади на западном склоне Среднего Урала, в Режевском и Шадринском районах Свердловской области на восточном склоне Урала. С четвертичным временем связано торфообразование, развитое на всей площади Урала, особенно в средней и северной частях его восточного склона. Характеристика геологического строения и угленосности угольных бассейнов и месторождений Урала и оценка, их промышленных пер­ спектив дается ниже в возрастной последовательности этапов углена­ копления. При этом больше внимания уделено основным угольным бассейнам: Кизеловскому, Челябинскому и Южно-Уральскому, народ­ нохозяйственное значение которых определяет их место как основных топливных баз промышленности Урала и смежных с ним областей. В настоящем томе рассматриваются бассейны и месторождения, находящиеся на территории собственно Урала. Смежные и несомненно генетически связанные с формированием Уральской геосинклинали угольные бассейны и месторождения, расположенные на территории Коми АССР и Казахской ССР, не включены в настоящий том. Опи­ сание Печорского каменноугольного бассейна и тяготеющего к нему Шугор-Вуктыльского угленосного района дано в 3 томе, Урало-Кас­ пийского бассейна и Берчогурского месторождения — в 5 томе Моно­ графии.

Рис.

1. Схема расположения угольных бассейнов и месторождений Урала

X— направление основных хребтов Урала; 2 — угольные бассейны, районы и месторождения, описанные в настоящем 4 томе; 3 — угольные бассейны и месторождения, описание которых дано в других томах

ЧАСТЬ

ПЕРВАЯ

БАССЕЙНЫ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПАЛЕОЗОЙСКОГО ВОЗРАСТА

Глава первая КИЗЕЛОВСКИЙ КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ БАССЕЙН ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В пределах Пермской области (частично Свердловской и Коми АССР) по западному склону Урала от среднего течения р. Печоры на севере до широты г. Свердловска на юге непрерывной полосой рас­ пространены угленосные отложения нижнего карбона (рис. 2 ). Общность условий образования, одновременность накопления угле­ носных отложений и генетическое единство структурных форм залега­ ния угленосной толщи в пределах этой полосы дали основания пред­ ложить для нее термин «Западно-Уральский бассейн». Впервые поня­ тие о Западно-Уральском угленосном бассейне было введено в геоло­ гическую литературу Г. Я. ^Китомировым в 1940 г. Однако под Запад­ но-Уральским бассейном подразумевалась площадь развития угленос­ ного карбона только от р. Вишеры на севере до р. Чусовой на юге. Позднее П. В. Васильевым (1950) в Западно-Уральский бассейн были включены площади распространения угленосных отложений север­ нее р. Вишеры (бассейн верхнего и среднего течения р. Печоры). Термин «Западно-Уральский бассейн» не получил широкого при­ знания. Нижнекарбоновые отложения к северу от р. Илыча и в настоя­ щее время слабо изучены. Выделенный на указанной полосе развития нижнекарбоновых отложений в верховьях р. Печоры Шугор-Вуктыльский район, территориально тяготеющий к Печорскому бассейну, обычно освещается в работах, посвященных описанию геологического строения Печорского бассейна. Это сделано и в настоящей моногра­ фии. Основные промышленные перспективы нижнекарбоновых отложе­ ний западного склона Урала связаны с Кизеловским районом, ограни­ ченным р. Яйвой на севере и р. Вильвой на юге. Эта часть площади называется Кизеловским каменноугольным бассейном. К северу от р. Яйвы и к югу от р. Чусовой угленосность продук­ тивных нижнекарбоновых отложений резко падает. В Чусовском рай­ оне, выделенном к югу от р. Вильвы до широты г. Свердловска, лишь на отдельных небольших участках угленосность нижнекарбоновых отложений достигает промышленного значения. В пределах Вишерского района (между реками Яйвой и Илычем) промышленная угленосность отсутствует.' Учитывая территориальную сближенность, общность стратиграфи­ ческих и тектонических форм и условий угленакопления, Вищерский, Кизеловский и Чусовской районы объединены в Кизеловский бассейн. Кизеловский каменноугольный бассейн занимает узкую полосу между параллелями 62°30' и 56°50' по меридиану 58°, располагаясь вдоль западного склона Уральского хребта от р. Илыча (притока Печоры) на севере до широты г. Свердловска. Длина его по прости-

Кизеловский каменноугольный бассейн

ранию около 650 км. На востоке бассейн имеет естественную совре­ менную эрозионную границу по вы­ ходам девонских отложений. В за­ падном направлении угленосная толща погружается в сторону Предуральского краевого прогиба на глубину 2000—2500 м. Западная граница бассейна условно прини­ мается по изоглубине залегания угольных пластов около 1500 м от поверхности, что, примерно, совпа­ дает с границей перекрывающих карбон артинских отложений ниж­ ней перми. Ширина бассейна колеб­ лется в пределах 20—50 км. На территории бассейна нахо­ дятся города Кизел, Губаха, Гремячинск, Александровен, Красновишерск и Чусовой, связанные электрофицированной ж.-д. веткой с ма­ гистралью Свердловск — Нижний Тагил — Пермь и улучшенными шоссейными дорогами. Наиболее крупным городом бассейна являет­ ся Кизел, существующий более 160 лет. Промышленность бассейна свя­ зана преимущественно с добычей и переработкой каменного угля. Добываемый уголь частично исполь­ зуется на месте (Губахинский коксохимзавод), а в основном — как энергетическое топливо на пред­ приятиях и железных дорогах Ура­ ла и Севоро-Востока Европейской части СССР. Помимо шахт и коксохимиче­ ского завода, на территории бас­ сейна расположены вспомогатель­ ные предприятия горной, металлур­ гической и химической промышлен­ ности— заводы горного оборудова­ ния, ремонтные базы, мастерские, азотнотуковый завод и предприятия лесной, бумажной и пищевой про­ мышленности. Сельское хозяйство в пределах собственно бассейна развито очень

Рис. 2. Обзорная карта распространения угленосного нижнего карбона на западном склоне Урала У г * е 1 0 с н ы е Р а й о н ы : 1 — Щугор-Вуктыльский; 2 — Вишерский; 3 — Кизеловский; 4 — Чусовской

9

10

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

слабо, так как почти вся его площадь залесена и имеет горный рельеф. Только в районе городов Кизела, Александровска и Чусового и к западу от них появляются чистые от леса небольшие участки, занятые посевами и огородами. Территория бассейна и смежных площадей богата местными лес­ ными и минеральными строительными материалами. В местах, непо­ средственно занятых шахтами и поселками, лес вырублен, но приле­ гающие к ним площади продолжают оставаться постоянными постав­ щиками крепежного и строительного леса, сплавляемого по левым при­ токам р. Камы — Вишере, Яйве, Косьве, Усьве. Работающие в бас­ сейне каменные, известковые и глиняные карьеры снабжают строи­ тельство необходимыми материалами — стеновым и бутовым камнем, щебнем, известью, кирпичной глиной.

районе в дореволюционное время также были проведены небольшие поиски, не давшие положительных результатов. В этот период исследований особенно большое значение на разви­ тие дальнейших представлений о геологическом строении бассейна имели работы А. А. Краснопольского и П. И. Кротова. А. А. Красно­ польский впервые дал правильную стратиграфическую схему палеозоя западного склона Урала и определил стратиграфическое положение угленосной толщи нижнего карбона. П. И. Кротов охарактеризовал структуру района как серию крупных складок, не осложненных круп­ ными разрывами. После Октябрьской революции наступил период более детального геологического изучения Кизеловского бассейна. В 1925 г. была начата геологическая съемка Кизеловского района в масштабе 1 :50 000, завершенная в 1930 г. В геологосъемочных и сопровождавших их поисковых работах этого периода принимали участие геологи Ф. Ф. Бай-Балаев, А. А. Ва­ сильев, П. В. Васильев, И. И. Горский, И. Т. Гроховский, Г. Я. Житомиров, П. П. Забаринский, А. Н. Иванов, Г. Л. Кушев, В. Н. Попов, A. А. Сальников, В. П. Тебеньков, О. Л. Эйнор и др. В 1926—1930 гг. были выявлены в общих чертах стратиграфия, угленосность и тектоника района, палеонтологически обосновано рас­ членение мощной толщи карбона, предложена стратиграфическая схема строения угленосной толщи. Впервые удалось увязать в общую геологическую систему единого бассейна известные разобщенные угольные месторождения. Общие запасы угля в бассейне в то время (1925—1930 гг.) еще не подсчитывались, но попытка оценить перспективы его для развития шахтного строительства была сделана. Согласно ориентировочным под­ счетам экспедиции б. Союзкокса ВСНХ, добыча угля в Кизеловском бассейне должна была возрасти за пятилетие (1930—1935 гг.) с 1,3 до 19,1 млн. г. Для этого намечалось заложить в дополнение к 10 дей­ ствовавшим в то время старым штольням и шахтам еще 20 крупных шахт и несколько десятков мелких. С 1926 г. возобновились геологические исследования в Чусовском районе. В период с 1926 по 1930 г. группой геологов под руководством Г. Н. Фредерикса проводятся геологические съемки этого района в масштабе 1 :200 000 и высказывается мнение о покровно-чешуйчатом строении Чусовского района и всего западного склона Урала. Позднее работами Г. А. Иванова и Г. 3. Житомирова была доказана несостоя­ тельность этого мнения. В 1928 г. проводятся поисковые работы на уголь в районе Кынов­ ской дачи Г. Я. Житомировым, а в 1931 г. в районе Вашкурского месторождения Г. А. Ивановым. Параллельно в 1926—1927 гг. был обследован О. Ф. Нейман-Пермяковой и В. В. Пермяковым район р. Вишеры. Они несколько детализировали разрез визейских отложе­ ний района и дали трактовку тектоники района, отличающуюся от представлений П. И. Кротова. О. Ф. Нейман-Пермякова и В. В. Пер­ мяков полностью приняли идеи Г. Н. Фредерикса о покровном строе­ нии Урала и попытались применить их к Вишерскому району. В 1932 г. под редакцией И. И. Горского. П. В. Васильева и B. П. Тебенькова был опубликован сборник «Угленосные отложения западного склона Урала», представляющий собой обширную моногра­ фию, заключающую в себе исчерпывающие для того времени данные по геологическому строению и угленосности Кизеловского и Вишерского районов.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Геологические исследования в Кизеловском бассейне тесно свя­ заны с историей изучения геологического строения Западного склона Урала в целом. Они разделяются на три основных этапа, существенно различных по своему значению и содержанию. Первый этап (до 1881 г.) можно назвать периодом эпизодических маршрутных исследований. К этому времени относятся путешествия Кайзерлинга, Георга, Мурчисона, Гофмана, Миллера и др. Второй этап (с 1881 по 1917 гг.) характеризуется более или менее систематическими исследованиями геологического строения западного склона Урала, когда б. Геологический комитет начал проводить гео­ логические съемки в ма'сштабе 1 :420 000. К этому' периоду относятся геологические исследования А. А. Краснопольского и П. И. Кротова. В 1889 г. А. А. Краснопольским завершено издание 126-го листа общей геологической карты России масштаба 10 верст в дюйме, охва­ тывающего территорию Кизеловского бассейна. При относительно пла­ номерном развитии геологических съемок геологоразведочные работы в этот период проводились в очень незначительных объемах. Третий этап (с 1917 г. и по настоящее время) является периодом широкого развития детальных геологических исследований и геолого­ разведочных работ. Впервые каменный уголь на территории бассейна был обнаружен в 1783 г. при постройке плотины для Кизеловского чугунолитейного завода. Через три года крепостной крестьянин Моисей Югов /открыл новое месторождение в районе р. Коспаш, а в 1796 г. он сообщил Берг-коллегии о возможности использования кизеловского угля в гор­ нах для выплавки чугуна. Добыча угля началась в 1797 г. в штольне Запрудной в г. Кизеле. В последующие годы были открыты промышленные углепроявления и месторождения: на р. Косьве около дер. Нижней Губахи Вла­ димирское (1807 г.), Ивановское (1814 г.), Усьвинское (1820—1822 гг.) и Луньевское (1853 г.). В Чусовском районе было установлено наличие каменного угля на правом берегу р. Чусовой (Вашкурское месторож­ дение) еще в 40-х годах 19-го столетия, но первые сведения о нем появились в литературе в 1851 г. В 1870 г. началась разработка Луньевского месторождения; с этого времени в бассейне развивается угольная промышленность. Одновременно были начаты поисковые и разведочные работы на уголь в Чусовском районе. Здесь с 1864 по 1874 г. под руководством проф. Миллера проводились поиски угля в бывших Кыновской, Илимовской и Уткинской дачах, не увенчавшиеся успехом. В Вишерском

11

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Эта работа оказала руководящее влияние на последующие геоло­ гические исследования в Кизеловском бассейне, она послужила гео­ логической основой, на которой развернулись большие поисково-раз­ ведочные работы. В Чусовском районе в период с 1932 по 1935 г. В. П. Тебеньковым разведывается Обманковское месторождение. В 1932 г. Г. А. Ивано­ вым было открыто Скальнинское месторождение у разъезда Скального. Одновременно в 1932—1934 гг. Г. Я. Житомировым и О. Л. Эйнором была проведена геологическая съемка масштаба 1:50 000 и 1:100 000 в районе Кусье-Александровска, Пашии и Кына. В 1938 г. на Обманковском и Скальнинском месторождениях были заложены первые в Чусовском районе шахты. Добыча угля на них была прекращена в 1939 г. В Кизеловском районе в эти годы при помощи шурфования и буре­ ния разведывается на выходах и сравнительно небольшой глубине одного-двух эксплуатационных горизонтов южная часть Коспашской синклинали, в районе Главной Кизеловской антиклинали проходятся разведочные линии шурфов по простиранию угленосной толщи и не­ сколько глубоких скважин (500—700 м ). После организации в 1938 г. геологоразведочной службы в системе б. Народного комиссариата угольной промышленности СССР разве­ дочные работы в Кизеловском бассейне значительно усиливаются и приобретают более систематический характер. Детальные разведки ежегодно возрастают в объеме, захватывая все большие площади. Угольные пласты прослеживаются на выходах частыми линиями и непрерывными цепями шурфов через 20—200 м почти по всему простиранию угленосной толщи Кизеловского района. Крылья синклиналей разбуриваются до глубины 100—300 м скважи­ нами по сети около 500—1000 м с редкими более глубокими скважи­ нами в прйосевых частях синклиналей. В этот период в работах при­ нимают участие геологи Г. А. Баженов, В. И. Беляев, А. И, Живолуп, Г. С. Калмыков, В. И. Липатов, Я. П. Ульянов, Н. П. Развалов и др. По материалам разведок закладывается и строится группа коспашских шахт, шахты 2, 4 и 6 на Главной антиклинали, Рудничная, Нагорнинская. В Чусовском районе в период с 1939 по 1941 г. под руководством К- В. Миронова проводятся детальная разведка Обманковского и Скальнинского месторождений и поисковые работы в районе ст. Всесвятская. По результатам этих работ на Скальнинском месторождении в 1940 г. закладывается первая шахта союзной промышленности. Одно­ временно Уральским геологическим управлением проводятся поисковые работы на Кыновском месторождении, не давшие положительных ре­ зультатов. Широкий размах геологоразведочные работы приобрели в годы Отечественной войны. Проводятся детальные разведки на Коспашском, Гремячинском и Косьвинском месторождениях, изучается геологиче­ ское строение глубоких горизонтов полей действующих шахт. Активное участие в работах этого периода принимают геологи А. С. Абаянцев, Н. К. Голубев, Н. П. Емшанов, Г. С. Калмыков, А. В. Козлов, А. А. Котов, И. В. Пахомов, Н. Г. Сажин и др. Вопросы палеогеографии и истории угленакопления изучаются П. В. Василье­ вым, Н. С. Городецкой, Г. Я- Житомировым и Д. В. Наливкиным. П. В. Васильевым разрабатывается новая, единая для бассейна, стра­ тиграфическая схема расчленения угленосной толщи с генетической нумерацией угольных пластов.

В Чусовском районе в 1941—1945 гг. продолжаются поисковые работы на Багульском, Косореченском и Сысоевском месторождениях, не давшие положительных результатов, и разведка северной и южной частей Скальнинского месторождения. Результаты работ этого времени по Чусовскому району изложены в отчетах В. Н. Попова и Е. 3. Сав­ ченко. В послевоенный период продолжаются поиски и разведки новых шахтных полей в Кизеловском и в незначительном объеме в Чусов­ ском районах. В этот период в геологоразведочных работах принимают участие геологи Н. П. Емшанов, А. А. Журавлева, А. С. Криксин, Н. С. Сажин, И. С. Свирщевский, В. И. Ситников и др. Общее руковод­ ство всеми работами осуществляется А, С. Абаянцевым, Г. С. Калмы­ ковым, А. В. Козловым и И. В. Пахомовым. В 1949 г. были возобновлены поиски угля в Вишерском районе. Проведенными в 1949—1950 гг. под руководством В. В. Гуляева рабо­ тами в бассейнах рек Березовой (приток р. Колвы) и Уньи (приток р. Печоры) установлена бесперспективность исследованной площади. В результате изучения условий залегания и угленосности нижневизейских отложений бассейна верхней Печоры проф. В. А. Васанофьевой сделан вывод об отсутствии значительной угленасыщенн^сти и на территории распространения отложений угленосной толщи на площади р. Уньи и до р. Илыча (правый приток р. Печоры), т. е. к северу от участка работ В. В. Гуляева. В 1954 г. наряду с детальной разведкой новых участков и глубо­ ких горизонтов полей действующих и строящихся шахт вновь в широ­ ких масштабах были развернуты геологосъемочные и поисковые ра­ боты. Ими были охвачены северные, восточные и западные площади Кизеловского района, включая участки с глубоким (до 1200—1500 м) залеганием угленосной толщи, а также Чусовской угленосный район. Необходимость проведения геологосъемочных и поисковых работ была вызвана резким сокращением нового шахтного строительства, так как все известные месторождения бассейна уже находились в про­ мышленном освоении. В 1954—1955 гг. под руководством Ю. П. Копотилова проводилась геологическая съемка восточных площадей бассейна с детализацией на участке Кадрово-Анюшинской синклинали. В 1956—1959 гг. Л. Д. Чегодаевым, Ю. П. Копотиловым и О. А. Щербаковым проведена геологическая съемка в северной части Чусовского района. Съемочными работами детализированы контуры выходов угленосной толщи, значительно уточнены стратиграфия и тек­ тоника Чусовского района, однако новых угольных месторождений не выявлено. С 1958 г. происходит сокращение объема геологоразведочных работ. Перспективные возможности Кизеловского бассейна по суще­ ству оказались исчерпанными и разведочные работы велись в основ­ ном с целью уточнения деталей геологического строения на полях дей­ ствующих и строящихся шахт и разведанных резервных участков. В разведочных работах этого периода принимали участие геологи Ю. В. Балабанов, 3. А. Кельманская, Н. И. Кононенко, И. Д. Кутырев, В. П. Николаев, Н. Г. Сажин, И. А. Свищов, В. Н. Тверская, Л. Н. Чер­ вяков и др. Общее руководство работами осуществлялось геологами А. Н. Манкевичем и В. И. Ситниковым. В 1956 г. геологами Н. П. Емшановым, Н. Г. Сажиным, В. И. Сит­ никовым, И. В. Пахомовым и другими было произведено обобщение геологических материалов по бассейну. В 1959 г. обновлена геологиче­

12

13

14

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

ская карта издания 1932 г. и дана промышленная оценка бассейну по новейшим геологическим данным. Попытки геометризовать Кизеловский бассейн по условиям зале­ гания угольных пластов начались с тридцатых годов. Первая геомет­ рическая схема бассейна по одному из основных пластов (№ 11) была составлена в 1938 г. под руководством А. А. Васильева. В последую­ щие годы эта схематическая пластовая карта неоднократно пересостав­ лялась на основании постоянно дополнявшихся данных геологоразве­ дочных и эксплуатационных работ. В 1956—1959 гг. под руководством И. В. Пахомова были составлены новые более детальные и точные гипсометрические пластовые карты по всем месторождениях и рабо­ чим пластам бассейна. В Кизеловском бассейне пробурено около 1540 скважин общим метражом около 650 тыс ж, из них в Кизеловском угленосном районе — 1325 скважин (561 тыс. ж) и Чусовском — 218 скважин (89 тыс. ж). При средней глубине скважин около 420 ж пробурено 111 глубо­ ких скважин (более 1000 ж) общим метражом 136,5 тыс. ж. Самая глубокая скв. 1336 пробурена на западном крыле Главной Кизеловской антиклинали до глубины 1869 ж. С глубиной свыше 1300 ж в бассейне насчитывается 31 скважина, из них глубже 1500 ж — 11 скважин. В рёЬультате выполнения большого объема геологоразведочных работ угленосность и промышленные перспективы Кизеловского бас­ сейна следует считать достаточно хорошо изученными. Эксплуатационные работы. После обнаружения в 1783 г. угля и начала эксплуатации в 1797 г. дальнейшее развитие Кизеловского бас­ сейна проходило медленно из-за отсутствия потребителей на каменный уголь. Кизеловская металлургия того времени, базировавшаяся на местных бурых железняках и древесном угле, не могла использовать открытый каменный уголь главным образом из-за его высокой серни­ стости и повышенной зольности. Отсутствие железных дорог, слабое развитие промышленности, огромные лесные ресурсы и конкуренция лесопромышленников — поставщиков древесного угля — тормозили ос­ воение кизеловских углей. В 1870 г., т. е. почти сто лет спустя после открытия угля в Кизеле, на всем Урале было добыто лишь 6,3 тыс. т угля. Только в 1879 г. после окончания строительства уральской горнозаводской железной дороги на участке Чусовая — Кизел — Усолье с веткой Александровен (ст. Копи) — Луньевка начинается быстрое развитие каменноугольной промышленности района. В 1885 г. добыча угля достигла 178 тыс. т. В 1892 г. из 22 мелких штолен и шахт на Луньевском, Кизеловском и Губахинском месторождениях было добыто 253 тыс. г угля. К 1916 г. добыча достигла максимального уровня 976 тыс. т, а в 1917 г. резко упала до 80 тыс. г. После Великой Октябрьской социалистической революции нача­ лось быстрое восстановление шахт, к 1926 г. в бассейне был достигнут довоенный уровень угледобычи. С этого времени осуществляется пла­ номерное и неуклонное повышение добычи угля. С 1936 г. начинается строительство коспашской группы шахт; строятся шахты им. Серова, Капитальная 2, Нагорная, Скальнинская 1. В 1941 г. число шахт в бассейне достигает 22, а добыча угля по ним 4,5 млн. т в год. Еще большего развития Кизеловский бассейн достиг в 1941— 1945 гг. За двух-трехлетний период здесь построены шахты на новом Гремячинском местрождении, сдано в эксплуатацию несколько шахт на Коспашском месторождении, а общее количество шахт, включая мелкие, в 1945 г. достигло 42 с годовой добычей 7,6 млн. т. В 1959 г.

Кизеловский каменноугольный бассейн

15

работало 38 средних и крупных шахт с годовой добычей 12;0 млн. т. Такая интенсивная эксплуатация Кизеловского бассейна, не согла­ сующаяся с его сравнительно ограниченными запасами и природными возможностями, объясняется исключительно высокой потребностью в местном угле уральской промышленностью. ОРОГИДРОГРАФИЯ и КЛИМАТ

Кизеловский бассейн расположен в предгорной увалистой полосе западного склона Урала, занимающей территорию между Уральским хребтом и Приуральской равниной в системе левобережных притоков р. Камы и верховьев р. Печоры. Для бассейна характерны меридионально вытянутые широкие таежные увалы, глубоко прорезанные долинами протекающих в близ­ ком к широтному направлению рек: Вишеры, Яйвы, Косьвы, Усьвы, Вильвы, Чусовой и их многочисленных притоков. Возвышенности-увалы группируются в параллельные гряды, разделенные промежуточными понижениями, й ориентированы в основном направлении простирания слагающих их палеозойских пород. Положительные формы рельефа почти всюду связаны с определен­ ными литологическими толщами, преимущественно с кварцевыми пес­ чаниками среднего девона и угленосной толщи. Зонам развития изве­ стняков обычно соответствуют отрицательные формы рельефа. Водоразделы закрыты чехлом четвертичных элювиально-делюви­ альных отложений, состоящих из глин, суглинков, а также глыб и об­ ломков коренных пород. Обычно их мощность невелика — от 0,5 до 5 м, реже до 10 ж и более. Известны случаи, когда мощность четвер­ тичных отложений превышает 100 ж. Это наблюдается в районах рас­ пространения карбонатных пород, когда четвертичные отложения за­ полняют карстовые пустоты. Область предгорий Урала постепенно повышается к востоку. Наи­ более высокие отметки (до 700 ж) наблюдаются в восточной части. Преобладающие абсолютные отметки рельефа бассейна 350—500 ж, а отметки уровня главных рек 140—180 ж. Относительные превышения водоразделов над долинами главнейших рек около 200 ж, иногда 350 ж. Главные реки бассейна, пересекающие его в широтном направле­ нии, имеют сравнительно узкие (0 ,5 -2 ,0 км) долины с крутыми и часто обрывистыми скалистыми бортами. Уклон русла этих рек определя­ ется общим наклоном западного склона Урала и характеризуется пони­ жением отметок на 10—40 ж на длине 10—20 км. Скорость течения изменяется от долей метра до 3 м/сек и зависит от состава пересекае­ мых пород. Спокойные плёсы на участках развития известняков чере­ дуются с быстрыми перекатами в местах выходов устойчивых к р а з ­ мыванию песчаников угленосной толщи и среднего девона, валуны которых нередко загромождают русла рек. Водный режим рек имеет горный характер и подвержен значитель­ ным изменениям. Реки Косьва, Усьва и Вильва в летнее меженное время снижают свой расход до 10—20 мг/сек, а в периоды разлива и таяния снегов на Уральском хребте (май — июнь) увеличивают до нескольких сотен кубометров в секунду. Сравнительно более многовод­ ными и относительно выдержанными по своему водному режиму явля­ ются реки Вишера, Чусовая и Косьва, впадающие в р. Каму. Все реки бассейна несудоходны. В крутых бортах глубоких долин главных рек района, пересекаю­ щих слои и складки вкрест простирания, наблюдаются хорошие естест­ венные геологические разрезы палеозойских отложений. Так, обнажения

16

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

пологозалегающих мощных известняковых толщ верхнего карбона рас­ пространены в ядре Косьвинской синклинали, вскрытой по р. Косьве, а также по р. Усьве в виде высоких отвесных, иногда столбчатых скал высотой в несколько десятков метров. В междуречьях верхнекарбоно­ вые известняки также образуют обрывистые уступы, но меньшей вы­ соты, чем в долинах, причем наиболее характерны и доступны для наблюдения гребни скал, обозначающих крылья Главной Кизеловской антиклинали. Среднекарбоновые отложения образуют крутые склоны, а иногда и скалистые выходы меньших размеров, например в долине р. Кизела, западнее шахты им. Ленина. Нередко известняки среднего карбона обозначаются цепью карстовых воронок, в одну из которых целиком уходит речка Губашка (примерно на широте ж.-д. ст. Половинка). Непосредственно налегающий на угленосную толщу слой визейских известняков мощностью около 30 м на выходах образует обычно слабые отрицательные формы рельефа. Поэтому выход кровли угле­ носной толщи, играющей роль водоупора, бывает скрыт под глубокими наносами (20—60 м) и нередко сопровождается небольшими логами. Средняя и верхняя части визейского яруса характеризуются весьма развитым карстом и связанными с ним обнажениями в воронках, усту­ пах, пещерах. Угленосная песчаниково-глинистая толща часто образует неболь­ шие, но устойчивые по простиранию валы или кряжи, сложенные креп­ кими кварцевыми песчаниками, нередко подчеркнутыми в рельефе деп­ рессиями со стороны висячего и лежачего боков, сложенных более легко растворимыми в воде визейскими и турнейскими известняками: Гореловская антиклиналь, Белый Спой, Руднянский Спой, Главная антиклиналь южнее р. Косьвы (восточное крыло) и севернее р. Косьвы (западное крыло) и во многих других местах. При всей четкости проявления в рельефе выходы угленосной толщи не дают материала для непосредственного наблюдения угля, так как сравнительно мягкие глинистые угленосные свиты, залегающие между массивными песчаниковыми свитами, никогда не обнажаются и обычно глубоко погребены под крупнообломочным делювиально-элювиальным слоем, содержащим большие глыбы кварцевого песчаника. Прекрас­ ные обнажения кварцевых песчаников угленосной толщи известны на р. Косьве (р. Верхняя Губаха и гора Крестовая), р. Усьве около Горе­ лого и в других местах. Подстилающие угленосную толщу турнейские отложения образуют многочисленные обнажения главным образом кремнистых цветных глин, представляющих остаточный от выветривания известняков мате­ риал (Иванова гора около Луньевки, на р. Усьве выше шахты им. Чка­ лова и др.), а также обнажения темно-серых известняков (гора Хоро­ шая на р. Косьве) и светло-серых так называемых косьвинских изве­ стняков (правый берег р. Косьвы у Широкого). Несмотря на наличие глубоковрезанных поперечных долин с кру­ тыми и часто скалистыми бортами, геологическая съемка в Кизеловском бассейне встречает трудности вследствие слабой расчлененности платообразной поверхности залесенных водоразделов, почти не имею­ щих обнажений. Поиски выходов угленосной толщи, залегающей срав­ нительно узкой 100—400-метровой полосой, затруднены еще и потому, что обломки и валуны крепких кварцевых песчаников этой толщи, весьма стойких к выветриванию, покрывают широкие площади скло­ нов и водоразделов и не дают прямого указания на наличие, угленос­ ной толщи. Однако к настоящему времени контуры выходов угленос­ ной толщи, как и весь структурно-тектонический облик бассейна, доста-

3 1Х Х

/

5

^

5Пу Г«Ь ЕШХ. 12 3? I «у 13 1 Щ /«

15

16

гп : 7 — 71

2X2 20

10

11

21

22

о О о 0 О °о

рис. 6. схематическая геологическая карта и стратиграфический разрез отложений Кизеловского каменное угольного бассейна 1 -г- артинские отложения (Р ]а ) ; 2 — сакмарские отложения (Р 15 ); 3 — верхнекаменноугольные отложения (Сз); 4 — средне­ каменноугольные отложения (С2); 5 — средневизейскце и верхневизейские отложения (Сму); 6 — угленосная толщ а (нижний визе — верхний турне С 1 ); 7 — турнейские отложения (С}!); 8 — верхне- и среднедевонские отлЬжения (Оз+Оз): 9 — нижнедевонские отложения (Г)]); 10 — силурийские отложения; 11 — разрывные нарушения; 12 — известняки; 13 — известняки крем­ нистые; 14 — известняки глинистые; 15—аргиллиты; 16 — алевролиты; 17 — песчаники; 18 — уголь каменный; 19 — кремнистые включения; 20 — доломиты; 21 — конгломераты; 22 — железные руды Зак. 638

Кизеловский каменноугольный бассейн

17

точно четко вырисованы в процессе многолетнего проведения геолого­ разведочных работ при помощи шурфования и бурения. Климат Кизеловского бассейна резко континентальный, влажный и суровый, с наибольшим количеством осадков на среднем Урале, с коротким двух-трехмесячным летом, длинной пятимесячной зимой и продолжительным дождливым осенним и весенним периодами по два-три месяца каждый. Сравнительно низкая среднегодовая температура воздуха (минус 0,4°), повышенная влажность (относительная 74—84% в октябре — ноябре) и большое количество осадков (в среднем 740 мм в год) явля­ ются причиной высокой и почти постоянной влажности почвы и заболо­ ченности значительных площадей не только в долинах рек, но и на широких плоских водоразделах. За короткое лето выпадает 24% годового количества осадков, а в полугодие весны, лета и осени—67%. Среднемесячная температура изменяется от минус 19,5° в январе до плюс 16,4° в августе, а крайние ее величины колеблются от минус 46,9° в декабре до плюс 32,2° в июле. Число ясных дней в году равно в среднем 38, дней с осадками — 217, остальные дни с переменной погодой. Дней с температурой выше 0 насчи­ тывается 181, а холодных дней с температурой ниже 0—184. Снеговой покров в марте месяце достигает наибольшей величины 88 см, лежит он с октября до апреля — мая. Повышенный слой осадков объясняется бли­ зостью Кизеловского бассейна к Уральскому хребту, задерживающему и конденсирующему большую часть влаги, приносимой с Атлантиче­ ского океана и Карского моря, и господствующими здесь юго-запад­ ными, западными, а отчасти северо-западными ветрами. Климатические условия Кизеловского бассейна благоприятны для питания подземных вод. Около одной трети годовых осадков поглоща­ ется почвой и недрами. Остальная часть идет на сток и лишь в неболь­ шой мере на испарение, которое затруднено не только низкой темпе­ ратурой воздуха, но и густой таежной растительностью, способствую­ щей удержанию влаги почвой. Лучшее время для питания подземных вод — период с мая по ноябрь, так как остальную часть года земля находится в промерзшем состоянии до глубины в среднем 1,3—1,5 м. Максимальная глубина промерзания достигает 1,8 м. Поверхностные водотоки бассейна питаются подземными водами или питают подземные воды, в зависимости от времени года и глу­ бины дренажа, оказываемого долинами разветвленной сети рек, сухо­ долов и карстовых воронок. Местные базисы эрозии, представленные долинами рек, являются одновременно и зонами дренажа для водоносных горизонтов, питаемых атмосферными осадками. Нередко воды, поглощенные на площади закарстованных известняков, выходят в устьях мелких рек и логов в виде постоянно действующих мощных бурлящих источников с дебитом в де­ сятки и сотни литров в секунду и множества мелких источников кар­ стовых вод, выходящих в бортах долин главных рек. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

Стратиграфия В геологическом строении Кизеловского бассейна принимают уча­ стие осадочные палеозойские породы и покрывающие их четвертичные элювиально-делювиальные отложения (рис. 3). Стратиграфический разрез палеозоя охватывает период от ниж­ него девона до нижней перми включительно и является классическим 2

Зак. 638

18

Бассейны и месторождения палеозойского возраста Кизеловский каменноугольный бассейн

по своей полноте и изученности. Этот мощный комплекс преимущест­ венно морских осадков представлен почти непрерывно наслоенными девонскими, каменноугольными и нижнепермскими (сакмарскими) из­ вестняками, отчасти песчаниками и глинистыми сланцами, трансгрес­ сивно перекрытыми характерной, преимущественно грубообломочной толщей мощного артинского яруса нижней перми. Сравнительно не­ большая по мощности (185 м) нижнекарбоновая угленосная толща залегает в огромной 3000—4000-метровой осадочной серии среднего и верхнего палеозоя. До 1956 г. использовалась стратиграфическая схема, предложен­ ная в 1932 г. Горским, с 1956 г. стала применяться новая стратигра­ фическая схема, принятая как унифицированная для Урала и Приуралья. Сопоставление этих основных схем приведено в табл. 1. Ниже приводится в соответствии с новой схемой краткая характе­ ристика основных стратиграфических подразделений. Девонская система Девонские отложения представлены всеми тремя отделами и имеют сравнительно широкое распространение. Они залегают в ядрах круп­ ных антиклиналей среди карбонатных отложений. Основные выходы их располагаются к востоку от освоенной части бассейна. Нижний девон 0 \ К нижнему девону относят немую толщу зеленоватых, краснова­ тых, зеленовато-серых песчаников и сланцев. Среди песчаников преоб­ ладают средне- и мелкозернистые глинистые разности с отчетливой слоистостью. Характерно отсутствие известняков и наличие на пло­ скостях наслоения в песчаниках волновой ряби. Из органических остатков в нижнем девоне встречены только неясные отпечатки расте­ ний. Верхней границей нижнего девона являются конгломераты эйфельского яруса среднего девона, залегающего на размытой поверхности отложений нижнего девона. Выход нижней границы нижнедевонских отложений расположен за пределами Кизеловского бассейна. Мощ­ ность толщи превышает 1000 м. Средний девон П2 Отложения Среднего девона имеют общую мощность 170—230 м. Они представлены двумя ярусами: нижним — эйфельским и верхним — живетским. Эйфельский ярус (Б 2е) выражен характерной и относительно вы­ держанной в бассейне толщей грубокластических пород, состоящей главным образом из светлых кварцевых и аркозовых песчаников с про­ слоями конгломератов. В верхней части толщи преобладают мелко­ зернистые песчаники с нормальной слоистостью, в нижней — средне- и крупнозернистые косослоистые песчаники, иногда переходящие в мел­ когалечные конгломераты. Песчаники эйфельского яруса резко отли­ чаются от песчаников нижнего девона своей светлой окраской, более крупной зернистостью, косослоистостью, однородностью состава (пре­ имущественно кварц) и отсутствием глинистого материала. Они креп­ кие, нередко кварцитовидные, имеют большое сходство с песчаниками нижнекарбоновой угленосной толщи. Отложения эйфельского яруса Кизеловского бассейна соответствуют такатинской свите Южного Урала. В некоторых местах бассейна в верхах эйфельского яруса зале-

19

гает свита переслаивающихся красноватых и фиолетовых глин, розо­ ватых песчаников с отпечатками растительных*' остатков и алевроли­ тов. Песчаники часто подвергнуты оруденению до превращения их в бурые железняки, залегающие в виде гнездообразных залежей, ча­ стично разрабатывавшихся вблизи г. Кизела. Мощность рудоносной пачки достигает 20—30 м при общей средней мощности эйфельского яруса 100—130 м. Живетский ярус (0 2§) сложен в основном карбонатными поро­ да-ми, главным образом темно-серьши, серыми, синевато-серыми, тонко­ зернистыми и среднезернистыми толстослоистыми известняками с фауной табулят РавозИез, РасНурога, АЬеоШез и др., брахиопод 51горНеойоп(а ига1епз1з V е г п., Реп1атегиз рзеийоЪазсНЫг 'ьсиз Т с Ь е г п. и в меньшей степени кораллов Ри§оза. Доломиты встречаются значи­ тельно реже. К верхней части живетского яруса ранее относилась так называе­ мая рудоносная толща, состоящая из серых и красноватых глин, квар­ цевых железистых песчаников, глинистых красных оолитовых железня­ ков и железистых конгломератов. В этом случае в живетском ярусе выделялись два горизонта. Однако решением Всесоюзного совещания по выработке общей унифицированной схемы девонских и додевонских отложений Русской платформы и западного склона Урала в 1951 г. эти осадки отнесены к низам верхнего девона и описываются как пашийские слои франского яруса. Мощность живетского яруса 70—100 м. Верхний девон П3 Отложения верхнего девона имеют общую мощность 185—200 м. Они представлены преимущественно темно-серыми известняками, тонко-переслаивающимися с глинистыми сланцами, подразделяются на два яруса: нижний — франский и верхний — фаменский. Франский ярус (Бз1г). В основании франского яруса повсеместно залегают пашийские слои песчано-глинистых или пестроцветных пород с оолитовыми железняками и железистыми конгломератами. Отложе­ ния пашийской свиты развиты почти на всем простирании бассейна, отсутствуя лишь в восточных и северо-восточных частях его. На р. Вильве (в районе Кривого Рога) отложения пашийской свиты пред­ ставлены гравелистыми и кварцевыми песчаниками, пестроцветами, покрывающими известняки живетского яруса. В оолитовых железных рудах К- В. Марковым найдены А1гура ге11си1аг1з Ы п., СугНа тигсМзотапа К оп., СерНугосегаз Ызи1са(из К е у з. и др. Мощность свиты колеблется в пределах 0—45 м. В некоторых местах на осадках пашийской свиты или непосред­ ственно на живетских известняках залегают так называемые кыновские известняки, известные в Кизеловском бассейне под названием брахиоподового горизонта. Литологически они представлены глини­ стыми известняками серого, темно-серого или желтовато-серого цвета с богатой брахиоподовой фауной. При разрушении эти известняки обра­ зуют глинистые оплывины. В врехних и средних частях брахиоподовых известняков иногда залегает пачка светло- и темно-серых кварцевых песчаников мощно­ стью 5—15 м (р. Усьва — камень Мултук, р. Вильва — Кривой Рог и Главная антиклиналь). Песчаники подстилаются и покрываются пе­ реслаиванием глинистых и песчано-глинистых темных сланцев с про­ слоями песчаника. Общая мощность пачки терригенных пород здесь достигает 34 м. 2*

Таблица

1

Сопоставление стратиграфических схем отложений карбона и перми Кизеловского бассейна Новая унифицированная для Урала и Приуралья стратиграфическая схема, принятая Стратиграфической конференцией в г. Свердловске в 1956 г. (цифрами указана средняя мощность в метрах)

Отдел

Ярус

Н ижний

Артинский Рха

Рх

Свита

Горизонт

Горизонт

Подъярус

Ярус

Отдел

Артинский Рха > 600 Нижний Рх — 1010

Верхний 290 г с

Верхний Сз

Сакмарский РХ8 410

Нижний 120 Гжельский С3§ 200

га

Верхний С3 200

Верхний Средний

Система

100

с2

1345

Пермс­ кая—Р

Систе­ ма

Пермская Р 1010

Стратиграфическая схема И. И. Горского, 1932 г.

Московский С2т 190

Нижний 90

Средний С2 230 Башкирский С,Ъ 40

о « Нижний Сх 915

та Д

Л ч •о и,

>> О

» д

си та

22

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

На брахиоподовых (кыновских) слоях повсеместно залегает толща серых, темно-серых, иногда синеватых и желтоватых яснослоистых битуминозных известняков с преобладающей гониатитовой фауной (гониатитовый горизонт), редко вмещающих прослои известково-гли­ нистого сланца мощностью отдельных прослоев до 10 м, обогащенного органическим веществом (р. Усьва, ниже камня Мултук). Согласно унифицированной стратиграфической схеме 1956 г., выше кыновских известняков принято выделять саргаевские, доманиковые и мендымские слои, но в Кизеловском бассейне эта часть разреза деталь­ ному изучению не подвергалась, и практически все они рассматрива­ ются и описываются как доманиковый горизонт, мощность которого достигает 40 м при общей средней мощности франского яруса 95— 100 ж. Фаменский ярус ф 3Гт) представлен весьма своеобразной толщей тонкослоистых известняково-кремнистых сланцев с прослоями темно­ серого и серого известняка. Характерной особенностью отложений явля­ ется тонкая слоистость пород, интенсивно смятых в серии дисгармонич­ ных складок, наличие прослоев листоватых известняков и трещин высыха­ ния на поверхности наслоения, вмещающих скопления асфальтоподоб­ ного вещества. Местами отложения фаменского яруса меняют свой облик. В верхних частях их появляются прослои песчаников, сланцев и известняков, обогащенных примесью песчано-глинистого материала (левый берег р. Косьвы). В северо-восточной части Кизеловского района (Кедровская син­ клиналь) фаменский ярус сложен рифовыми светло-серыми известня­ ками. Еще большее разнообразие фаций верхнедевонских отложений обнаруживается в Чусовском угленосном районе. Оно вызывает целый ряд местных вариаций стратиграфического расчленения. Из органических остатков в тонкоплитчатых черных известняках встречены: Ып§и1а зр., ЫогНупсНиз тезасозЫНз Н а 11, СИопеЬез Нагйгепзьз РЫ 11., АНгупз зр. и др. Мощность фаменского яруса 90—100 ж. Верх-недевонские отложения в Кизеловском бассейне занимают значительную площадь; выходы их приурочены к антиклинальным складкам. Последние наблюдения показали, что верхний девон сложен нацело карбонатной или карбонатно-терригенной фацией. При этом, как правило, на карбонатной фации верхнего девона залегает карбонатная фация турнейского яруса, а на карбонатно-терригенной — терригенная фация турнея. Каменноугольная система Каменноугольные отложения распространены очень широко и изу­ чены значительно лучше других систем палеозоя в связи с исследова­ ниями угленосных площадей. Они занимают широкую полосу, ограни­ ченную с востока сплошным распространением девонских, а с запада — пермских отложений. Каменноугольные отложения подразделяются на три отдела — нижний, средний и верхний. Нижний карбон Сх В составе нижнего карбона выделяются три яруса: турнейский, визейский, намюрский. Турнейский ярус (С]!). В нем принято выделять нижне- и верхнетурнейские отложения. Нижнетурнейские отложения сложены плотными серыми и темно­ серыми, иногда окремненными известняками, реже глинистыми слан­

Кизеловский каменноугольный бассейн

23

цами, глинами и кварцевыми песчаниками. Известняки содержат бога­ тую фауну. Наиболее характерными формами являются: ЗсЫгорНопа сНоШеаипепзьз \У.е11., О^^Но^е^ез с^еп^8^^^а РЫ 11., РгойисЫз §огзки N а 1., Рг. т§ег О о з з., ЗрНЦег а^а^аи N а 1. и др. Наиболее древними являются так называемые лытвинские и вильвенские спонгиостромидовые известняки. Мощность нижнетурнейских отложений около 60 ж. Верхнетурнейские отложения сложены известняковой или карбо­ натно-терригенной фацией. Известняковая фация представлена кизеловскими и косьвинскими известняками. К первым относятся яснослоистые мелкозернистые известняки с РгойисЫз курегЪогеиз N а 1. (кизеловский горизонт). Косьвинские известняки, являющиеся синхронными всему кизеловскому горизонту или какой-то его части, представлены светло-серыми толстослоистыми известняками с неясно ограниченными плоскостями наслоения. Они содержат СНопе1ез с1. сотоШез 3 о ш., СИ.. аН. рарШопасеа РЬ 1 11., ЗрНЦег с1. 8иЬс^пе^из Ко п . и др. На большей площади бассейна верхнетурнейские отложения пред­ ставлены карбонатно-терригенными осадками. В состав их входят гли­ нистые, кремнистые сланцы и кварцевые песчаники, трудно отличимые от таковых угленосных отложений, и в виде отдельных прослоев не­ большой мощности карбонатные породы, содержащие фораминиферы кизеловского горизонта. Разрез кизеловского горизонта в верхней части обычно заканчива­ ется прослоем известняка, выше которого в песчано-глинистых породах угленосных отложений ни макро-, ни микрофауна не обнаруживается. Этот прослой известняка принят за границу между турнейским и визейским ярусами. Мощность верхнетурнейских отложений достигает 240 ж. Визейский ярус (С^у) подразделяется на нижний, средний и верх­ ний подъярусы, соответствующие яснополянскому, окскому и серпухов­ скому подъярусам Подмосковного буроугольного бассейна. Нижний визе составляют угленосный и тульский горизонты. У г л е н о с н ы й г о р и з о н т (С 1йу) представлен сравнительно не­ большим разнообразием литологических типов пород, неоднократно повторяющихся в разрезе. Он сложен песчаниками различной крупно­ сти зерна и степени отсортированности, алевролитами, аргиллитами и каменными углями (рис. 4). Угленосный горизонт подразделяется на семь свит, четыре из кото­ рых (II, IV, VI и VIII снизу вверх) являются угольсодержащими и три (III, V и VII) — промежуточными, или безугольными. Переходные свиты I и IX относятся соответственно к кизеловскому и тульскому горизон­ там. Угольсодержащие свиты сложены главным образом породами гли­ нистого состава —■алевролитами и аргиллитами, в которых залегают пласты каменного угля. В составе промежуточных свит преобладают кварцевые песчаники. Общее количество угольных пластов и пропласт­ ков в угленосном горизонте достигает 29, из которых четыре пласта (№ 13, 11, 9 и 5) являются основными промышленными. Мощность угленосного горизонта колеблется от 70 до 230 ж, составляя в среднем 130 ж. Т у л ь с к и й г о р и з о н т (Ср? й) имеет пестрый состав и представ­ ляет собой переходный тип отложений от прибрежно-наземных к мор­ ским. В его составе преобладают песчано-глинистые породы темно-се­ рой и серой окраски с редкими прослоями известняков и кремней. Мощ­ ность тульских слоев колеблется от 4 до 78 ж, в среднем 35 ж. Средневизейские отложения (свита С 12А по прежней стратиграфи­ ческой схеме) сложены толщей известняков, доломитизированных изве­ стняков и доломитов.

Кизеловский каменноугольный бассейн

25

В основании толщи всюду залегает пачка темно-серых битуминоз­ ных, иногда слабо окремненных и загипсованных известняков с Ргойис1из тНиз Р г о к з . , Рг. ргойиз К о I а 1, кораллами ЬИозНоИоп ЪазаШ1огте Р Ы 1 1., Зугтдорога и др., относимая к алексинским слоям. Мощ­ ность их составляет 30—40 м. Выше залегает толща известняков и доломитов мощностью от 130 до 200 м (в среднем 170 м), представленная следующими разновидно­ стями в порядке их отложения: серые битуминозные известняки мощно­ стью 50—80 м с Ргойис1из тахгтиз М’ С о у (отсутствуют РгойисЫз тНиз Р г е к з . ) ; серые с коричневатым оттенком толстослоистые извест­ няки мощностью 40—60 м с РгойисЫз (Шдап^еИа) д1дап1еиз М а г к, всегда присутствующим в разрезе; серые яснослоистые известняки мощ­ ностью 40—60 м с Магйпа д1аЬга ( Ма г к), ОШуос1оз1из зи1саЫз (5 о\у.) и др., завершающие разрез среднего визея. Верхневизейские отложения (свита С42в по прежней стратиграфиче­ ской схеме), литологически и фаунистически резко отличающиеся от средневизейских, сложены преимущественно светлыми массивными и толстослоистыми известняками. Они характеризуются преобладанием одиночных кораллов из группы Ридоза, развитием РгойиМиз {ЗШаИIега) зМаЫз Р 1 з с Ь и отсутствием (Ндап1 тахШиз (М’ С о у) и (Ид. д1дап1еиз (М а г к ). Известняки этого горизонта имеют наиболее чистый химический состав и поэтому подвержены интенсивному закарстованию. Мощность верхнего визея 200—220 м. Раньше верхние известняковые слои турнейского яруса, непосредственно подсти­ лающие угленосную толщу, имели у разных исследователей местные названия: косьвинские, вильвенские, лытвинские, чаньвинские, луньевские, кизеловские, усьвинские и кыновские известняки. В отдельных случаях верхние части этих известняковых слоев индексировались визейским ярусом. Косьвинские известняки Светло-серые толстослоистые известняки с йатезьаИа ск сопоШез '(8 оч/.), Скопе1ез ай. рарШопасеа (Р Ы 11.), РгойисЫз с{. скпзйат Ко п. и др. выделены в 1930 г. Д. В. Наливкиным на р. Косьве (приток р. Камы) и отнесены им к верхам турней­ ского яруса нижнего карбона. Мощность известняков до 50 м. Позднее некоторыми исследователями (Тебеньков В. П., 1939 г., Ротай А., 1938 г. и др.) указывалась принадлежность их к низам визейского яруса. По Н. П. Мала­ ховой, косьвинские известняки являются синхронной фацией верхней части кизеловских известняков унифицированной схемы для Урала. Распространены они в Кийеловском каменноугольном бассейне. Вильвенские известняки

Ш Ш г Рис. 4. Сводный стратигра­ фический разрез угленос­ ных отложений Кизеловского бассейна I —, известняки; 2 — песчаники; 3 - алевролиты; 4 — аргиллиты; 5 — каменные угли

Темные яснослоистые известняки, переслаивающиеся с черными кремнистыми известняками и содержащие в нижней части прослой известнякового конгломерата с Скопе(ез ргеаеигаИсаз Р г е к з . , РгоУисЫз догзки К а к , 8рт}ег аШаи N а 1. и др. Они выделены в 1930 г. Д. В. Наливкиным на р. Вильве (приток р. Чусовой) на Западном склоне Урала и отнесены к нижней части турнейского яруса нижнего капбона. Мощность 15—60 м. Распространены в Кизеловском каменноугольном бассейне. Лытвинские известняки Мелкообломочные и органогенно-обломочные известняки с РгойиЫиз пщег О о 5 5„ ЗрЩ ег а1з1апз 5о \ с „ ЯеЫа Ы1епз1з Р а п й. и др., выделенные в 1930 г. Д. В. Наливкиным на р. Лытве на Западном склоне Урала. Мощность около 30 и. Залегают согласно в основании турнейского яруса нижнего карбона на известняках фаменского яруса верхнего девона. Распространены по всему Уралу, аналоги изве­ стны в Казахстане. Чаньвинские известняки Темно-серые яснослоистые известняки с прослоями глинистых известняков и кремня. Характерная фауна: РгойисЫз ИскхюШ Ь 1 з з., Рг. гпатепзкепзьз Ъ 1 з з., Рг. 1аео1з N а 1., Скопе1ез геИеп Р а е с к. и др. Мощность 60—70 м.

27

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Выделены в 1939 г. В. П. Тебеньковым на р. Чаньве (приток р. Яйвы). Соот­ ветствуют нижним слоям кизеловских известняков (см. ниже). Распространены в Кизеловском каменноугольном бассейне.

ности протвинских известняков намюрского яруса. Мощность 30—40 м. В основании горизонта повсеместно залегает прослой пестроцветного известнякового конгломерата мощностью до 2 ж. В фаунистическом отношении для горизонта характерно появление штафелл, мелких Сотта и хориститов. Московский ярус С2ш. Нижняя часть мощностью '7 0 —100 м сло­ жена толщей переслаивающихся песчано-глинистых и карбонатных по­ род. Последние преобладают обычно в средней части. Терригенные от­ ложения (аргиллиты, глины, алевролиты, иногда песчаники) окрашены в различные тона зеленоватого, красноватого и желтоватого цвета, известняки — в серые и светло-серые тона. Верхняя часть яруса мощностью 80—120 м, сопоставляемая с мячковским горизонтом, представлена известняками и доломитами. Преобладающими среди известняков являются обломочно-фораминиферовые разности, включающие многочисленную микрофауну. Верхняя граница горизонта определяется появлением ТгШсИез и РзеиЛо}изиИпа, а также породообразующих Ра1аеорЫпа 1атше[огт1з К г о Е, нижняя — исчезновением терригенных пород.

26

Луньевские известняки Известняки органогенно-обломочные, водорослевые, фораминиферовые. Выде­ лены на основании изучения фораминифер Н. П. Малаховой в 1954 г. на горе Луньевка. Для них характерны брахиоподы Ргойис1из НурегЬогеиз N а 1., Рг. Нитегозиз 5 о V., кораллы 8упп§орога сарШасеа Ь и (1». и др. Мощность около 50 м. Залегают в основании визейского яруса под осадками угленосных отложений Запад­ ного склона Урала, подстилаясь известняками чикманских слоев верхнетурнейских отложений. Первоначально рассматривались в составе кизеловских известняков (см. ниже). Аналоги встречены на Южном Урале. Кизеловские известняки Известняки с РгойисЫз НирегЬогеиз N а 1., Рг. Ъ 1 з з., 8р1п}ег ех щ. (огпасепзсз Ко п. и др. Выделены в 1929 г. Г. Н. Фредериксом в районе Кизела и отнесены к турнейскому ярусу нижнего карбона. Позднее (1954 г.) в результате изучения фораминифер подразделены И. П. Малаховой на чикманские известняки с верхнетурнейским комплексом фауны и луньевские известняки с нижневизейским комплек­ сом фауны. Ранее кизеловские известняки были подразделены В. П. Тебеньковым (1939 г.) по брахиоподам на верхнетурнейские чаньвинские известняки с РгойисЫз ИсНтт Ы з з. и нижневизейские собственно кизеловские известняки с Ргос1ис1из НирегЬогеиз N а 1. Усьвинские известняки Известняки с прослоями известняково-глинистых сланцев. Характерная фауна: РЫрйотеИа ткНеИШ (Е V е х 11), РгойисЫз ргаетаг^агИасеиз N а 1., Рг. гШтг N а 1. и др. Мощность 55 м. Выделены в 1939 г. В. И. Тебеньковым по р. Усьве (приток р. Чусовой). Отнесены к верхней части турнейского яруса нижнего карбона и параллелизуются с чаньвинскими известняками. Покрываются косьвинскими известняками. Распространены в Кизеловском бассейне. Кыновские известняки Известняки с МагИторзьз зр., 8МгЦег тейшз ЬеЪ., СНопе1ез купокепзьз Р г е к з. и др. Относятся к турнейскому ярусу нижнего карбона. Выделены Г. Н. Фредериксом в 1929 г. в районе пос. Кын. На основе изучения фораминифер Н. П. Малахова (1949, 1954 гг.) установила, что нижняя часть кыновских известняков соответствует малевского-упинскому горизонту, а верхняя часть — черепетскому горизонту нижнего карбона Подмосковного бассейна. Известняки распространены на западном склоне Среднего Урала.

Намюрский ярус С^п в Кизеловском бассейне выделен П. А. Софро­ ницким. К этому ярусу отнесены светлые брекчиевидные и конгломера­ товидные известняки с РгойисЫз кгазпоро1зкИ Е 1 п о г. и Зрьг^ег Ызи1са1из 5 о XV. уаг. ои1§а§1з Е 1 п о г, известные под названием свиты С 12С в прежней стратиграфической схеме. Мощность намюрского яруса 25—30 м. Средний карбон С2 Средний карбон имеет общую мощность 180—260 м, сложен ясно­ слоистыми плотными серыми обломочно-фораминиферовыми известня­ ками, переслаивающимися в средней части отдела с мергелями, гли­ нами, глинистыми сланцами, иногда песчаниками. Для самого верхнего горизонта характерно появление фузулин. Он имеет сходство с мячковским горизонтом Подмосковного бассейна. Отдел представлен двумя ярусами: башкирским и московским. Башкирский ярус С2Ь, представлен синевато-серыми толстослои­ стыми, преимущественно обломочно-фораминиферовыми известняками с обильной и разнообразной фауной, залегающими на размытой поверх­

Верхний карбон С3 К верхнекаменноугольным отложениям относится толща карбонат­ ных пород, залегающая выше известняков и доломитов с представите­ лями СНопзШез и покрывающаяся известняками с 8скхюа§еппа. Они сложены исключительно толстослоистыми массивными серыми и сине­ вато-серыми преимущественно рифовыми известняками, в той или иной степени доломитизированными и часто превращенными в доломиты, местами переполненными конкрециями кремня. По известным органи­ ческим остаткам в Кизеловском бассейне признается лишь наличие гжельского яруса с его протритицитовым, тритицитовым и псевдофузулиновым горизонтом. Мощность отложений яруса 150—250 м. Пермская система В Кизеловском бассейне развиты нижнепермские отложения сакмарского и артинского ярусов. Выходы их на поверхность, приурочены, главным образом, к западным частям бассейна и обусловлены общим погружением палеозойских пород в этом направлении. Сакмарский ярус Р]8 представлен толщей карбонатных пород. Нижняя часть его сложена темно-серыми, коричневатыми яснослои­ стыми известняками, известными под названием швагеринового гори­ зонта. Наибольшее распространение имеют темно-серые мелкозерни­ стые известняки с включениями окремненных и бедных органическими остатками участков. Менее распространенные коричневато-серые орга­ ногенно-обломочные известняки переполнены фораминиферами и об­ ломками брахиопод и кораллов. Мощность нижней части сакмарского яруса 100—140 л*. Верхняя часть яруса сложена толщей светло-серых и желтоватых толстослоистых фораминиферовых и криноидно-фораминиферовых из­ вестняков, переслаивающихся с темно-серыми детритусовыми сильно окремненными известняками. Разрез заканчивается гидрактиноидными и фузулиновыми окремненными известняками. Мощность верхней части сакмарского яруса 260—320 м. Артинский ярус Р]а начинается толщей кремнистых известняков с Рзеийо^изиИпа 1Ши§ит З с Ь е П . мощностью 100—110 м.

Бассейны и. месторождения палеозойского возраста

Выше залегает мощная толща терригенных образований, представ­ ленная известняковистыми песчаниками с характерной гониатитовой фауной, песчано-глинистыми породами и конгломератами, включаю­ щими гальку кристаллических пород и известняков. В полимиктовом составе обломочных пород преобладают зерна и гальки известняков карбона, кремней, яшм, кварцитов, кварца, полевых шпатов, диорита, гранита и др. Этот крупнообломочный материал смешан с песчано-глинистой фракцией, сцементированной известково-глинистым и железисто-глини­ стым цементом. Мощность терригенной толщи более 600 м. Отложения артинского яруса залегают трансгрессивно на размы­ той поверхности сакмарских известняков. Четвертичные отложения Четвертичные отложения представлены делювиально-элювиальным слоем мощностью от нескольких метров до нескольких десятков метров, достигающей в приосевых частях синклиналей 100 м. Они перекрывают породы палеозоя повсюду, за исключением крутых обнажений бортов долин и резких склонов карстовых воронок. Эти отложения сложены бурыми глинами и суглинками с неоднородной смесью рыхлых и щебе­ нистых песчано-глинистых пород, включающих крупные валуноподоб­ ные обломки песчаников и известняков.

Тектоника Кизеловский бассейн занимает западную окраину Уральской гео­ синклинали в полосе, прилегающей к Русской платформе, и относится к типу внешних прогибов геосинклинальных формаций (Г. А. Иванов, 1959 г.)1. Мощный комплекс осадочных средне- и верхнепалеозойских пород в период герцинского тектогенеза был собран в крупные асимметрич­ ные складки меридионального и близкого к нему простирания, посте­ пенно погружающиеся с востока на запад. В западных частях бас­ сейна вскрыты в современном разрезе относительно более молодые толщи карбона и перми, а в восточных частях — более древние осадки карбона и девона (см. рис. 3). Общее направление складок совпадает с направлением Уральского хребта. Складки обладают в большинстве случаев значительной выдер­ жанностью по простиранию и прослеживаются на большие расстояния, измеряемые десятками километров. Характерной особенностью, подмеченной И. И. Горским (1932), является зависимость формы складок от литологического состава отло­ жений. Так, для районов с преобладающим распространением однород­ ных толстослоистых известняков, доломитов и песчаников характерны крупные складки; для районов, в которых широкое развитие получили тонкослоистые глинистые породы, характерны мелкие складки, сложные и остроугольные. Для бассейна характерна осложненность складок многочисленными разрывными нарушениями типа надвигов, взбросов и сбросов. В ряде случаев наблюдаются более сложные формы наруше­ ний в комбинации со сдвигами диагонального простирания. Большин­ ство разрывных нарушений имеет простирание, согласное с простира­ нием складчатости. Преобладающее падение плоскостей сместителя — 1 По прежней классификации Г. А. Иванова (1946 г.) Кизеловский бассейн отно­ сился к типу переходных от геосинклинальных к платформенным.

Кизеловский каменноугольный бассейн

восточное, причем углы падения их вблизи поверхности иногда достигают 60—70°. В не­ которых случаях надвиги являются очень по­ логими, например, надвиг в районе г. Чусо­ вого, отчасти Луньевский надвиг. Стратигра­ фическая амплитуда наиболее крупных надви­ гов достигает величины в несколько сотен метров, а длина их измеряется многими де­ сятками километров. Краткая характеристика основных эле­ ментов тектонического строения по районам приводится ниже. Вишерский район является наиболее се­ верной частью Кизеловского бассейна (Верх­ няя Печора). Исследован он менее детально, чем остальные районы. Нижнекаменноуголь­ ные отложения здесь выступают как по самой Печоре, так и по ее притокам Илычу и Унье. Эти отложения смяты в наклонные или опро­ кинутые к западу складки (рис. 5). Складки осложнены надвигами в большинстве случаев незначительной амплитуды. По направлению к западу роль надвигов уменьшается. В пре­ делах распространения каменноугольных от­ ложений надвиги прослеживаются на очень значительном расстоянии. Плоскости надви­ гов крутые и в общем параллельные наклону осевых плоскостей складок. Там, где высту­ пают более тонкослоистые толщи глинистых сланцев и песчаников, наблюдается интенсив­ ная мелкая складчатость, дисгармоничная по отношению к крупной складчатости пластов известняка. На р. Унье в ядрах антиклиналей высту­ пают местами турнейские и даже верхнеде­ вонские слои, нередко поставленные на голову, тогда как на р. Илыче антиклинальные под­ нятия выводят на поверхность глинисто-песча­ никовую угленосную толщу. Вместе с тем на Илыче в пределах распространения каменно­ угольных отложений в бассейне р, Аньи вы­ ступают нижнепермские отложения, отсут­ ствующие в соответствующей зоне бассейна Уньи. Южнее, в районе верховьев рек Колвы и Березовой, каменноугольные отложения образуют Д и й с к у ю а н т и к л и н а л ь н у ю с к л а д к у , в ядре которой выступают отло­ жения франского и частично живетского яру­ сов девона. Структура эта хорошо прослежи­ вается в бассейне р. Березовой и на водораз­ деле между реками Колвой и Уньей, причем к северу (к бассейну Уньи) она усложняется разрывными нарушениями. Южная часть Вишерского района инте­ ресна тем, что в ее пределах наряду со струк-

29

Рис. 5. Схематический геологический разрез Вишерского района

28

30

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

турами основного уральского направления, получают развитие струк­ туры таманского направления. Складки тиманского направления начинают обозначаться примерно на параллели р. Язьвы (приток Вишеры) и, направляясь на северозапад, пересекают Вишеру и Колву и далее проявляются уже в бас­ сейне р. Вычегды. В северо-восточном углу южной части района к западу от надвига силурийских пород располагается опрокинутая к западу синклиналь. Эта синклиналь прослеживается до р. Язьвы, а несколько далее к югу срезана надвигом северо-западного простирания. К западу от этой син­ клинали следует южная часть Дийской антиклинали, затем развива­ ется крупная С ы п у ч и н с к а я с и н к л и н а л ь н а я с к л а д к а , осо­ бенно хорошо выраженная в районе р. Вишеры. Ось синклинали быстро поднимается к югу и на ее продолжении в районе р. Полуденного Колчима встречаются девонские отложения. Еще западнее проходит до­ вольно крупная антиклинальная складка, представленная на р. Вишере только восточным крылом. Западное крыло этой антиклинали почти полностью уничтожено надвигом. Этот надвиг прослеживается от сел. Говорливого на Вишере до южной границы района. К югу от р. Язьвы в роли основного структурного элемента высту­ пает крупная Я й в и н с к а я с и н к л и н а л ь , ограниченная на западе линией Луньевского надвига. До р. Яйвы ось синклинали испытывает постепенное погружение, а затем вновь поднимается, принимая волно­ образный характер. Здесь же синклиналь осложняется дополнитель­ ными складками. В строении этой синклинали принимают участие от­ ложения карбона и артинского яруса нижней перми. Кизеловский район. В северной части Кизеловского района складки имеют простирание, близкое к меридиональному, но примерно от ши­ роты р. Косьвы начинается постепенное отклонение простирания осей складок к востоку, а затем юг-юго-восточное направление складок сох­ раняется до южной границы бассейна. В пределах Кизеловского района выделяется две тектонические зоны: восточная — мелкоскладчатая и западная — зона крупных струк­ тур. Границей между этими зонами является: в северной части рай­ она— Чикманский надвиг, который прослеживается от р. Яйвы до широты г. Кизела (район Коспашско-Полуденной и Белоспойских син­ клиналей), в южной части — надвиг, отделяющий Гремячинскую син­ клиналь от Восточно-Гремячинской. Еще далее на юг это нарушение уходит в Чусовской район и увязывается с Четырехбратским надвигом. Если учесть, что в северной части Кизеловского района приведены в тектонический контакт отложения нижней перми и среднего девона, а на р. Чусовой — отложения девона с известняками визейского яруса и среднего карбона, то амплитуда нарушения на севере и юге опреде­ ляется в 1200—1300 м. Западная структурная зона определяет основной тектонический облик Кизеловского района. Ундуляция осей основных крупных складок нередко приводит к их замыканию. На простирании антиклинальных структур иногда полу­ чают развитие дополнительные синклинальные складки и наоборот в донной части синклиналей — антиклинальные поднятия. Длина скла­ док достигает 50 км, ширина 8 км, глубина погружения угленосной толщи в замковых частях синклиналей 2 км (рис. 6 ). В северной части района, к западу от Чикманского надвига, распо­ ложена С у х и н с к а я а н т и к л и н а л ь . Наибольшее развитие она имеет у пос. Усть-Сухая, находящегося в правом берегу р. Яйвы. В приосевой части антиклинали обнажаются известняки визейского

СО к а.

Л ЯЯ& Я %К Я^яч о> н я я5 лМоо>оо «О, *1и 2 я*. У од “о!Я о як Ляо00 я н Я Яи ■а "к I* _^ о.'

О) я &18 е * 1 §?§ < V

1^ в Сля О^О)

X * я2 4Е)*

о,

: вк "«я Ь со Й

5• ОвС о х 5 и 05 2Я а>яо5.сеяЯ я я я ЯщчО а73”а>с * 1 ° О.Яя1 I| оа яя .

а О я о

32

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

яруса. В северном направлении выходы визейских известняков продол­ жаются до широты дер. Низовой с перерывом севернее пос. Усть-Сухая за счет местного прогиба оси антиклинали. Далее к северу ось антикли­ нали погружается, и визейские известняки уходят под вышележащие отложения. В южном направлении ось Сухинской антиклинали в 3—4 км юж­ нее пос. Усть-Сухая также быстро погружается. Восточное крыло анти­ клинали падает под углом 25—30°, западное — более крутое (30—50°) — осложнено дополнительной складкой. По данным пробуренных на Су­ хинской антиклинали двух скважин (483 и 484), угленосная толща в приосевой части антиклинали залегает на глубине 240—250 м. Западное крыло Сухинской антиклинали является восточным кры­ лом крупной Я й в и н с к о й с и н к л и н а л и , а западное крыло Яйвинской синклинали — восточным крылом Александровско-Загорской анти­ клинальной структуры. Ширина ее достигает 3—5 км. В северном направлении на широте замыкания Сухинской антиклинали Яйвинская синклиналь расширяется, переходит в пологую структуру, уходящую в пределы Вишерского района. В южном направлении простирание оси ее изменяется на юго-восточное, происходит сужение, в дальнейшем она переходит в Коспашско-Полуденную синклиналь. Ядро складки в северной части сложено отложениями артинского яруса, а в южной — верхнекаменноугольными и сакмарскими карбонатными породами. Угленосные отложения в пределах Яйвинской синклинали залегают на глубинах 1500—1800 м. Александре веко-Загорская а н т и к л и н а л ь н а я стру­ к т у р а расположена в северо-западной части Кизеловского’ района и представляет собой однокрылую складку общим протяжением около 50 км. Восточное крыло антиклинали падает под углом 10—18° на во­ сток и переходит в западное крыло Яйвинской синклинали. Западное крыло почти на всем протяжении срезано крупным пологопадающим Луньевским надвигом. Осевая часть складки сложена визейскими изве­ стняками, выходы которых прослеживаются на всем протяжении струк­ туры. К западу от Луньевского надвига в северной части района полу­ чила развитие крупная В с е в о л о д о-В и л ьв е н с к а я а н т и к л и ­ н а л ь , которая отделена от основной части Кизеловского бассейна широкой (до 10 км) площадью развития нижнепермских отложений, слагающих Косогорскую синклиналь. Всеволодо-Вильвенская антикли­ наль прослеживается по простиранию на 35 км в виде меридиональной полосы развития сакмарских отложений, выходящих из-под артинской толщи между г. Александровском и ж.-д. ст. Всеволодо-Вильва. Судя по углам падения сакмарских известняков в обнажениях, западное крыло антиклинали имеет падение 60—30°, а восточное 30—10°. Пробу­ ренная в 1955 г. на р. Сурье до глубины 1322 м скв. 1022 пересекла нормальный разрез сначала нижнепермских пород, затем известняков и известково-глинистых пород верхнего, среднего и нижнего карбона (предположительно визейский ярус). Не встретив песчано-глинистой угленосной толщи, скважина на глубине 550—880 м пересекла мощную тектоническую зону (надвиг с востока), ниже которой снова были вскрыты породы нижнепермского возраста. Другой скв. 1023, пробу­ ренной там же до глубины 1015 м, также не было встречено угленос­ ной толщи. С глубины 679 м, после известняков карбона, эта скважина вошла в нижнепермские отложения, что подтверждает наличие здесь мощного надвига и указывает на глубокое (более 2500—3000 м) зале­ гание угленосной толщи.

Кизеловский каменноугольный бассейн

33

В центральной части района основные элементы западной струк­ турной зоны разделены Центральной антиклиналью, а в южной части района — У с ь в о- Б а с к о в с к о й а н т и к л и н а л ь ю . В ядре этих складок на всем простирании на поверхность выходят породы девона. По направлению к междуречью Косьва — Усьва оси Центральной и Усьво-Басковской антиклиналей погружаются в Косьвинскую синкли­ наль, при этом северная часть Усьво-Басковской антиклинальной струк­ туры, получившая название Гореловской антиклинали, делит южную часть Косьвинской синклинали на две ветви. К востоку от этих структур располагаются с севера на юг — Коспашско-Полуденная, Шумихинская, Бруснянская и Гремячинская син­ клинали, к западу — Главная Кизеловская антиклиналь, Косьвинская и Усьвинская синклинали. Западное крыло центральной антиклинали в районе сопряжения ее с Главной антиклиналью нарушено зоной Луньевского надвига, а ядро Усьво-Басковской антиклинали на всем простирании — зоной Басковского надвига. Г л а в н а я К и з е л о в с к а я а н т и к л и н а л ь прослеживается на 45 км от широты пос. Луньевка на севере до ст. Нагорная на юге. В наиболее приподнятой ее части — от широты г. Углеуральска до широты ст. Нагорная—-на поверхность выходят отложения верхнего, а местами и среднего девона, окаймленные выходами нижнекарбоно­ вых, в том числе и угленосных отложений. В северном направлении ось антиклинали погружается и угленос­ ная толща с пологими углами падения (15—20°) уходит сначала под визейские, затем под вышележащие отложения. Погружение антикли­ нали на север сопровождается развитием дополнительной складчатости. Южная часть Главной антиклинали построена весьма сложно. Про­ гиб в ее сводовой части на широте ст. Нагорная далее на юг развива­ ется в дополнительную Синюхинскую синклиналь, осложненную рядом мелких складок и разрывных нарушений. В районе ст. Усьвы южное продолжение Главной антиклинали косо срезается мощной тектониче­ ской зоной западного надвига. Благодаря этому надвигу, приведены в соприкосновение девонские породы Усьво-Басковской антиклинали с отложениями карбона Столбовской антиклинали. Последняя, по-види­ мому, является западной погребенной ветвью Главной антиклинали. Западное более крутое крыло (50—70°) антиклинали одновре­ менно является восточным крылом Косогорской синклинали. Восточнее более пологое (20—50°) крыло является одновременно западным кры­ лом Косьвинской синклинали. Угольные пласты на крыльях антикли­ нали выработаны шахтами до глубины 300—900 м по вертикали, а по наклону местами до 2000—2500 м. Глубокая (1400 ж) крупная К о с ь в и н с к а я с и н к л и н а л ь дли­ ной около 45 км и шириной от 1 до 8 км занимает центральное поло­ жение в Кизеловском районе. В центральной замковой части синкли­ нали сохранились нижнепермские отложения сакмарского яруса и пол­ ный разрез известняков от верхнего до нижнего карбона. Этот разрез можно хорошо наблюдать в скалистых обнажениях по р. Косьве, пересекающей синклиналь в ее средней и наиболее погру­ женной части от Губахи до Щучьего. Западное пологое (20—30°) крыло синклинали (оно же восточное крыло Главной антиклинали) отрабатывается шахтами; очистные горные работы на этом крыле опу­ стились до 2,5 км по падению и 700 м по вертикали и достигли зоны утонения или выклинивания основных угольных пластов. Восточное крыло синклинали хорошо выдерживается по простиранию, падение его крутое (50—70°). 3

Зак. 638

34

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Широкое и пологоволнистое дно синклинали приподнято и сбро­ шено в осевой полосе на северном продолжении Гореловской антикли­ нали— резко выраженной структуры, разделяющей юг синклинали на две вторичных синклинали. К северу от г. Углеуральска ширина Косьвинской синклинали уменьшается в 3—4 раза, вследствие резкого изгиба ее восточного крыла, которое здесь близко подходит к западному крылу синклинали, сохраняющему по-прежнему свое прямое меридиональное простирание, свойственное Главной антиклинали. Далее синклиналь сужается до 0,5-1,0 км и в виде тонкой узкой тектонически нарушенной зоны про­ должается далеко на север. В этой зоне выделяются мелкие синкли­ нальные складки: Рудничная, Делянка, Запрудная и Владимирская с размерами по простиранию до 3 км. Косьвинская синклиналь здесь имеет очень сложное геологическое строение: восточное крыло ее сре­ зано Луньевским надвигом. В северном направлении прослеживается только одно западное крыло, причем и оно в районе Владимирского месторождения осложняется разрывным нарушением типа взброса. У с ь в и н с к а я с и н к л и н а л ь начинается на широте ст. Нагор­ ная, где, как отмечалось, в сводовой части Главной Кизеловской анти­ клинали имеет место узкий глубокий прогиб (Нагорнинская синкли­ наль), развивающийся в южном направлении в сравнительно крупную синклинальную складку. Последняя вблизи р. Усьвы соединяется с выположенной частью западной ветви Косьвинской синклинали. Далее на юг Усьвинская синклиналь осложняется мелкой складчатостью с раз­ рывными нарушениями, а ее западное крыло срезается надвигом. К о с п а ш с к о-П о л у д е н н а я с и н к л и н а л ь расположена в се­ веро-восточной части Кизеловского района между Центральной анти­ клинальной зоной и Чикманским надвигом. Длина синклинали около 50 км, ширина 3—4 км. Глубина от 500 м в середине на широте Кизела до 1000 м на севере у р. Чаньвы. Синклиналь очень полого и неравно­ мерно погружается на север с наклоном оси 1—5°. Углы падения крыльев 40—60°. В приосевой части синклинали прослеживается антиклинальное поднятие, разделяющее структуру на восточную и западную складки. В пределах антиклинального поднятия в южной части синклинали угле­ носная толща выходит под четвертичные отложения, а к северу Погру­ жается под визейские известняки. Антиклинальное поднятие, а также крылья синклинали осложнены вторичной складчатостью и разрывными нарушениями различной амплитуды. Одно из них, являющееся ответвлением Чикманского над­ вига, в северной части нацело срезает восточное крыло синклинали. Второе, крупное нарушение типа взброса с амплитудой до 400 м, про­ ходит вдоль западного крыла синклинали. На юге синклиналь замы­ кается на широте г. Углеуральска. Угленосные отложения здесь сме­ няются турнейскими, а затем верхнедевонскими; на севере, за р. Чаньвой она переходит в Яйвинскую синклиналь. Ш у м и х и н с к а я с и н к л и н а л ь представляет восточное ответв­ ление Косьвинской синклинали в междуречье Косьвы и Усьвы. Она про­ стирается на 18 км, имеет ширину 1,5 км, глубина залегания угленос­ ной толщи в донной части достигает 600 м. Замыкаясь на правом бе­ регу р. Косьвы (где она получила название Ольховской), синклиналь имеет условную южную границу, будучи открытой на юг за р. Усьву. Там она продолжается в виде крупной, но практически безугольной Бруснянской синклинали. Крылья синклинали крутые (60—80°), причем восточное крыло в средней части опрокинуто; дно синклинали широ­ кое, пологоволнистое.

Кизеловский каменноугольный бассейн

35

Б р у с н я н с к а я с и н к л и н а л ь является самой крупной для южной части Кизеловского района. Она занимает почти 20-километро­ вый отрезок простирания угленосной полосы между Шумихинской и Гремячинской синклиналями, являясь их естественным и непрерывным продолжением. Строение синклинали простое, тектоническая нарушенность незначительная. Г р е м я ч и н с к а я с и н к л и н а л ь расположена в южной оконеч­ ности Кизеловского угленосного района, за которой следует после не­ большого денудационного перерыва нижнекарбоновых отложений в долине реки Вильвы Чусовской угленосный район. Размер складки по простиранию 12 км, ширина 1,2 км, глубина залегания угленосной толщи в замковой части достигает 700 м. Западное крыло ее более крутое (70—90°) до опрокинутого, во­ сточное более пологое (45—50°). Вблизи р. Вильвы синклиналь замы­ кается. К западу от описанных структур, с которыми связана основная промышленная угленосность бассейна, расположена серия складок, в которых угленосная толща погребена под мощным покровом среднеи верхнекарбоновых, а также пермских отложений. К ним относятся Косогорская синклиналь, Мальцевская и Столбовская антиклинали. К о с о г о р с к а я с и н к л и н а л ь является самой глубокой и круп­ ной в Кизеловском районе. Она сочленяется на западе с Мальцевской и Всеволодо-Вильвенской антиклиналями, а на востоке— с главной Кизеловской антиклиналью и протягивается вдоль всего Кизеловского района. Длина синклинали превышает 60 км, ширина от 3,5 в централь­ ной до 10 км в северной и южной частях. Восточное крыло складки имеет падение 50—70°, западное 10—40°. Глубина достигает 2000 м от поверхности. Замковая часть складки сложена отложениями артинского и сакмарского ярусов нижней перми. Восточное крыло синклинали (оно же западное крыло Главной антиклинали) разрабатывается шахтами. Достигнутая глубина разработки 750 м по вертикали или 1 км по паде­ нию. Западное крыло в районе Мальцевской антиклинали разведано на глубину 1200 м. На восточном крыле установлено разрывное нарушение с ампли­ тудой 200 м по вертикали и западным падением плоскости сместителя под углом 40—70°, являющееся естественной границей для полей дей­ ствующих шахт Главной антиклинали по отметке минус 900 м. М а л ь ц е в с к а я а н т и к л и н а л ь расположена к западу о т ' г. Губахи и является самой западной структурой Кизеловского района. Антиклинальный характер залегания пород наблюдается в обнажен­ ных бортах долины р. Косьвы, в 4—5 км западнее Главной антикли­ нали. Структура прослеживается на протяжении около 10 км по изве­ стнякам среднего карбона, выходящим в ядре складки. По данным глубоких скважин, наименьшая глубина залегания угленосной толщи в пределах антиклинали составляет 500—700 м. На запад и восток от центральной части антиклинали угленосная толща резко погружается на глубину 1500 м и более. Разведочными скважинами отмечены значительные изменения углов падения (10—80°) и случай повторного пересечения слоев угленосной толщи и угольных пластов, что свидетельствует о наличии разрывных нарушений. С т о л б о в с к а я а н т и к л и н а л ь расположена в юго-западной части Кизеловского района и является, очевидно, западной ветвью Главной Кизеловской антиклинали. Длина антиклинали около 20 км, ширина 1000—1500 м. Строение антиклинали несколько асимметричное, 3*

36

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

причем в северной части более крутым (50—70°) является западное крыло, а в южной части— восточное. Шарнир складки постепенно погружается на юг, в результате чего визейские отложения, выходящие на поверхность на широте ж.-д. ст. Бассег, к югу уходят под отложения среднего и верхнего карбона. Глубина залегания угленосной толщи колеблется от 150 м (средняя часть) до 600—700 м (северная часть) и 1200—1500 м (южная часть). С востока Столбовская антиклиналь ограничена западным надви­ гом, приводящим в контакт каменноугольные отложения с отложениями девона (на юге). К западу от Мальцевской структуры угленосные отло­ жения погружаются в глубокую зону Предуральского краевого прогиба. О тектоническом строении этой части Предуральского прогиба можно приблизительно судить по результатам бурения структурной скв. 1329, расположенной в 7—8 км к западу от Мальцевской антикли­ нали (дер. Балуево). Скважина глубиной 764 м бурилась по отложе­ ниям кунгурского и артинского ярусов. Следовательно, угленосная толща должна находиться на глубине порядка 2500 м. Ее менее глу­ бокое залегание (1700—1800 м) наблюдается только в 40—50 км к югозападу, в пределах так называемого Яринского поднятия, расположен­ ного на западном борту Предуральского прогиба. Восточная структурная зона отличается развитием мелких и сложно построенных складок, уничтоженных в верхних частях процессами денудации. В эту зону входят Леневская синклиналь, Чикмано-Власьевская структура, Анюшинская, Кедровская, Белоспойская, Громовская и Восточно-Гремячинские синклинали. Большинство указанных струк­ тур располагается среди сплошного поля развития девонских и турнейских пород. Строение складок обычно асимметричное, восточные крылья нередко опрокинутые. Основные структуры, как правило, осложнены складками второго порядка, которые в свою очередь сопровождаются еще более мелкими складками самых разнообразных форм. Складки разбиты многочисленными разрывными нарушениями, причем преобла­ дающий тип их взбросовый. Восточные крылья ряда структур срезаны тектоническими нарушениями. Л е н е в с к а я с и н к л и н а л ь расположена в крайней северо-во­ сточной части Кизеловского района. Синклиналь представляет собой небольшую асимметричную складку, сложенную в основном девонскими образованиями, в приосевой части которой сохранились отложения турнейского яруса и угленосной толщи. Угленосная толща выходит на поверхность в виде узкой полосы шириной до 500 м и длиной 6—7 км. В дореволюционное время на правом берегу р. Яйвы, вблизи устья р. Леневки, была заложена штольня с целью добычи угля, но горные работы здесь развития не получили, так как штольня оказалась зало­ женной по прослою углистого аргиллита. Ч и к м а н о - В л а с ь е в с к а я с т р у к т у р а представляет собой серию сильно дислоцированных складок, вытянутых в меридиональном направлении в районе нижнего течения р. Чикмана и ее правого при­ тока р. Власье. Наиболее значительными из них являются две синкли­ нали — Власьевская, занимающая восточную часть структуры, и Чикманская, расположенная в западной части. У обеих синклиналей восточные крылья срезаны тектоническими нарушениями. В сохранившихся западных крыльях выходят на поверх­ ность угленосные отложения. Углы падения пород на западных крыльях 50—70°. Общее протяжение Чикманской синклинали составляет 13 км, Власьевской 9 км, максимальная глубина залегания угленосных отло­ жений соответственно 200 и 250 м.

Кизеловский каменноугольный бассейн

37

Б е л о с п о й с к и е с т р у к т у р ы расположены к востоку от Коспашско-Полуденной синклинали и представлены мелкими асимметрич­ ными складками, денудированными настолько, что на поверхность вы­ ступают в основном турнейские отложения и отложения нижних свит угленосной толщи. Из более крупных синклинальных складок с сохранившимися в них пластами угля известны две: Белый Спой 1 и Белый Спой 2. У обеих синклиналей восточные крылья срезаны тектоническими нарушениями. На западных крыльях выходят на поверхность угленосные отложения. Углы падения пород на западных крыльях 70—50°. К северу от Белоспойских складок расположены К е д р о в с к а я и А н ю ш и н с к а я с и н к л и н а л ь , в которых угленосная толща обна­ жается на значительной площади. Наибольшие размеры имеет Кедров­ ская синклиналь. Ширина ее в центральной части достигает 3—4 км. Углы падения восточного крыла 30—50°, западного 20—30°. Ядро син­ клинали сложено визейскими известняками мощностью до 150 м. Аню­ шинская синклиналь однокрылая, западное ее крыло срезано Чикманским надвигом. Угленосная толща, выходящая на поверхность на во­ сточном крыле, имеет углы падения 40—50°. В о с т о ч н о - Г р е м я ч и н с к а я с и н к л и н а л ь , расположенная к востоку от Гремячинской синклинали, представляет собой однокры­ лую синклинальную складку. Сохранившееся восточное крыло этой снклинали круто под углом 65—70° падает на запад, срезаясь на глу­ бине 400—500 м тектоническим нарушением. На севере и юге синкли­ наль ограничена тектоническими нарушениями. Общая длина складки около 10 км. К северу от Восточно-Гремячинского месторождения и к востоку от Шумихинского расположена небольшая Г р о м о в с к а я с и н к л и ­ н а л ь , в которой от денудации сохранились только низы угленосной толщи, не содержащие пластов угля рабочей мощности. Крупнейшие разрывные нарушения района — Луньевский, Банков­ ский и Чикманский надвиги длиной в десятки километров с амплитудой до нескольких сотен и тысяч метров и мелкие — Коспашский, Белоспойский, Нагорнинский, Мальцевский, Столбовский и другие с ампли­ тудой от десятков до сотен метров характеризуются восточным паде­ нием сместителей под углами от 20 до 80°. Преобладающее восточное падение сместителей основных надви­ гов и большая крутизна восточных крыльев синклинальных складок по сравнению с западными крыльями свидетельствуют о преобладав­ шем тангенциальном давлении и движении масс пород с востока на запад. Последнее подтверждается и дугообразным простиранием рай­ она, обращенного своей выпуклой стороной на запад, что особенно хорошо заметно на дуге Главной антиклинали. В одном из основных надвигов района — Луньевском — наблюда­ ется весьма значительное перекрытие по пологому сместителю камен­ ноугольных отложений породами девона. В районе ст. Луньевка име­ ется два этажа сдвоенной угленосной толщи (рис. 7): нижний (авто­ хтонный) приурочен к замыканию Главной антиклинали с подверну­ тым восточным крылом, верхний (аллохтонный)— к каменноугольным отложениям, согласно залегающим на девоне, надвинутом по надвигу на Главную антиклиналь (Луньевское месторождение). Различные по амплитуде от десятков до сотен метров перекрытия, происходившие в результате надвигов, известны также в дне Коспашской и Косьвинской синклиналей, в мощной зоне Басковского надвига И др.

1-

1

Цн

V, /

и

1 45?:-р> »!•: 7°.

.

Шх.ЗЗ-Кап

Сев.частьполясих.3/4

Шх.№-2-Кап.

С кв. 805

Усьвинская синклиналь

Е

Косоречинское м -н ие

У

Скв. 1357 У ' --гл /

у

— ыз 4?ь=

Скв.660

.

1~ V

Бруснянская синклиналь

Скв.1528

\

\

\

Шх. Скальная 1-2

х

\

у ////

19

0,10

20

0,40

23

0,35

*

ч Скв.2

22 21

О,/О 0,70

20

0,10-0,15

19

0,40

22

-13 12’ 12

3.05 ---------------ОМ 1,25----------------0,75

0,92 ------------ Щ

005^

В

хх

У

X

\

\

2,20__________//

4

ч

20

0,22(1,1610,11

0,12

ч

135

13гя^ иСоо

0,50

7

0,47 ---------------

18

0.20

У 88 '

0,49

.-1 3

ЗЛО _

0,40

0,05

15

1 9 Ш т !% 0,57

0,25

0,05

19

^ ~ ~ т ----- „ /

23

0,10 0,20 0,30 0,20

\

Одманкодсное м -ние

дне834 /

\ СКв.571 /

\

/я т т о м

Скальнииское м -н и е

\ \

X 0,55 0,50

X

У

39 1

0,30

12 1,20 0,14------------- 11 0,15------------

0,25^.^

0,25 0,35

Ъе

' '

0,09 0,51

^

0,70

Кизеловский каменноугольный бассейн

5¾

Свита VII — верхняя промежуточная (свита «кровельных» песча­ ников). Сложена исключительно кварцевыми песчаниками. Мощность свиты 4—80 м, средняя 30 м. Свита VIII — угольсодержащая. Как и другие угольсодержащие свиты, сложена мелко- и тонкозернистыми песчано-глинистыми поро­ дами, заключающими верхнюю группу угольных пластов 19, 20, 21, 22, 23 и 24, из которых пласт 19 частично разрабатывается. Мощность свиты колеблется от 15 до 75 м, средняя 20 м. Свита IX — верхняя переходная. Сложена чередованием карбонат­ ных пород с фауной визейского облика, алевролитов и аргиллитов с отпечатками растений и прослойками кремней. Нижняя часть свиты иногда представлена кварцевыми песчаниками, по характеру отложе­ ний сходными с песчаниками промежуточных свит. Мощность свиты колеблется от 4 до 80 м, средняя 35 м. В соответствии с унифицированной стратиграфической схемой для Урала, принятой Геологическим совещанием в г. Свердловске в 1956 г., угленосная толща Кизеловского бассейна по литологическим призна­ кам и фаунистической характеристике разделена на три горизонта (снизу вверх): кизеловский, угленосный и тульский. К верхам кизеловского горизонта верхнего турне отнесена самая нижняя часть угленосной толщи, соответствующая интервалу нижней переходной свиты I. В угленосный горизонт выделены немые песчано-глинистые отло­ жения средней большей части угленосной толщи — свиты II, III, IV, У1, VII и VIII. Общая средняя мощность 130 м. К тульскому горизонту отнесена самая верхняя часть угленосной толщи, соответствующая интервалу верхней переходной свиты IX. Как видно из описания свит, угленосная толща представлена не­ большим числом литологических типов пород, преимущественно песча­ но-глинистых, неоднократно повторяющихся в разрезе. Только в ниж­ ней и верхней частях толщи, соответствующих кизеловскому и туль­ скому горизонтам (свиты / и IX), появляются карбонатные породы к кремни. Различный состав пород угленосной толщи и частая перемежае­ мость их в разрезе и на площади распространения затрудняют параллелизацию слоев. Поэтому наиболее четкими маркирующими горизон­ тами являются основные рабочие угольные пласты 13, 11, 9 и 5, имею­ щие широкое распространение (рис. 19). Во вмещающих породах за наиболее надежный маркирующий го­ ризонт принимаются так называемые кровельные песчаники IVII свиты. Они залегают над пластами VI центральной угольсодержащей свиты и имеют повсеместное распространение. Мощность этих песчаников ко­ леблется от 4 до 80 м, составляя в среднем 30 м. В результате фаци­ альных изменений угленосных отложений, а также проявления частич­ ных внутриформационных размывов, на отдельных участках бассейна наблюдается уменьшение мощности отдельных свит, иногда полное их выклинивание (рис. 20). Поэтому при описании стратиграфии угленос­ ной толщи в геологических отчетах по результатам разведочных работ нередко производится объединение тех или иных смежных свит, причем чаще всего объединяются свиты / и II, VIII и IX. К югу и северу от Кизеловского района, т. е. в сторону утонения и выклинивания угленосных отложений, стратиграфический разрез их начинает терять свою четкость и претерпевает некоторые фациальные изменения. Только для северной части Чусовского района схема рас­ членения угленосных отложений Кизеловского района еще сохраняет* свое значение.

55

Угленосность песчаной части I I и I X свит;

Степень угленосности Кизеловского бассейна неравномерная. Наи­ большей она является в центральной и южной частях Кизеловского района, пониженной — в северных частях Кизеловского и Чусовского районов. В Вишерском и южной части Чусовского районов угольные пласты промышленного значения отсутствуют.

И -н о м ер

свиты угленосной толщи

Вишерский район

уголь- 2 - у г л и с т ы е сланцы; 3 - окатыши известняковые ^свиты визейские; « - « Х 1 иено «“ е™ н о “ о пл”

" тлШП впгточного крыла Главной Кизеловской и -западного крыла Усьво-Басковской Рис. 20. Схематический геологический разрез Угленосноиан°т™ линалей. По П. В. Васильеву

Кизеловский каменноугольный бассейн

Площадь распространения угленосных отложений Вишерского рай­ она условно можно разделить на три части: Верхнепечорскую, КолвоВишерскую и Язьвинскую. Верхнепечорская площадь расположена в бассейне верхнего течения р. Печоры и ее притока р. Илыча. КолвоВишерская занимает территорию от бассейна на р. Колве до водораз­ дела между реками Вишерой и Язьвой, а между этим водоразделом и р. Яйвой расположена Язьвинская площадь. В пределах Верхнепечорской площади исследовались обнажения угленосной толщи в ядре антиклинальной складки, пересекаемой р. Б. Шайтанкой (левый приток р. Печоры) и в ядрах трех антикли­ нальных складок, вскрытых долиной р. Илыча и ее притока р. Исперед-Ю. Пластов каменного угля на этой территории не встречено. Только в одном из обнажений на р. Исперед-Ю выступает толща угли­ стого сланца мощностью до 4 м. Следует отметить, что надлежащих исследований отложений угле­ носной толщи в бассейне Верхней Печоры не производилось, поэтому окончательно судить о перспективах угленосности этой площади нельзя. Косвенным намеком на наличие углей в бассейне верхнего течения р. Печоры является нахождение обильной угольной гальки на отмелях и берегах р. Печоры в районе деревень Порога и Якши. Галька угля вымывается р. Печорой из четвертичных валунных глин моренного происхождения. Обилие галек угля в этих отложениях указывает, повидимому, на то, что движущимся ледником где-то недалеко были вскрыты пласты каменного угля. На Колво-Вишерской площади почти все полосы распространения угленосной толщи освещены поисково-разведочными работами. В юж­ ной ее части (район замыкания Сыпучинский синклинали) в угленос­ ной толще мощностью от 30 до 60 м местами вскрыто от одного до трех тонких угольных пластов нерабочей мощности. Эти пласты имеют невыдержанное распространение, так как были встречены не по всем разведочным линиям и скважинам и не в одина­ ковом количестве. Максимальные мощности угольных прослоев обна­ ружены на водоразделе между реками Б. Колчимом и Сторожевой. Здесь при общей мощности угленосной толщи 45—50 м в ней имеются два прослоя угля с нормальной мощностью 0,2 и 0,35 м. Для этих пла­ стов, особенно для верхнего, характерны раздувы до 1 м на коротких расстояниях (1-—2 м по простиранию и столько же по падению). Проводившие в 1930—1932 гг. разведку углей Г. Я. Житомиров и И. Г. Гроховский отмечали, что малая мощность угольных пластов вблизи поверхности не является следствием выветривания, потому что в ряде случаев наблюдалось уменьшение мощности йластов с глубиной. В результате работ, проведенных в 1950 г. В. В. Гуляевым на Дийской антиклинали, установлено, что мощность угленосной толщи в пре­ делах этой структуры составляет 80—120 м. Угленосности в угленосной толще Дийской антиклинали не обнаружено, что свидетельствует о бес­ перспективности продуктивной толщи нижнего карбона на водораз­ деле между реками Вишерой и Уньей.

56

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

На Язьвинской площади выходы угленосной толщи приурочены к восточному крылу большой синклинальной складки, являющейся по существу северным окончанием Яйвинской синклинали Кизеловского района. По данным А. Н. Иванова и А. А. Сальникова (1931 г.), угленос­ ная толща, вскрытая на р. Язьве (в устье р. Нижней Тулымки), имеет мощность 68 ж. В низах этой толщи был обнаружен пласт углистого аргиллита мощностью 3,1 ж (65% золы). Буровая скважина 1 глуби­ ной 68 ж, пробуренная с целью разведки этого пласта, не встретила его, хотя и достигла контакта угленосной толщи с известняками турнейского яруса. Разведочная выработка, пройденнная по углистому аргиллиту до глубины 23 ж, показала, что с глубиной не наблюдается перехода пласта в каменный уголь. Разведочными шурфами, пройден­ ными в других местах, также не встречено каменных углей, но довольно часто вскрывались небольшие прослои углистых сланцев. Таким образом, на основании результатов проведенных поисковоразведочных работ Вишерский район в бассейнах рек Язьвы, Вишеры и Колвы следует считать бесперспективным для выявления промыш­ ленных пластов угля. Что касается площади распространения угленос­ ных отложений к северу от р. Колвы, в бассейне верхнего течения р. Печоры, то здесь для проверки угленосности необходимы дополни­ тельные исследования. Кизеловский район В угленосной толще Кизеловского района разведочными и эксплуа­ тационными работами выявлено до 29 пластов и пропластков камен­ ного угля, из которых основными рабочими пластами являются только четыре пласта (13, 11, 9 и 5), Остальные представляют маломощные, крайне невыдержанные пропластки угля, выпадающие из разреза на сравнительно коротких расстояниях. Поэтому количество пластов и: прослоев угля для различных площадей района непостоянно. В крайних западных структурах Кизеловского района (Мальчев­ ская и Столбовская антиклинали, Косогорская синклиналь) количе­ ство угольных пластов и пропластков колеблется от 1 до 10, в цент­ ральных структурах (Главная Кизеловская антиклиналь, Владимир­ ская, Косьвинская и Усьвинская синклинали) — от 6 до 14, в восточных структурах (Коспашско-Полуденная, Шумихинская и Гремячинская синклинали)— от 6 до 22 пластов угля. Таким образом, общее коли­ чество пластов возрастает с запада на восток. Это однако не означает, что восточные структуры имеют наибольшую угленосность. Более богаты углем центральные структуры, содержащие наиболее мощные пласты угля. Участки с максимальным угленакоплением не имеют строго опре­ деленной ориентировки в пределах Кизеловского района и не зависят от мощности угленосных отложений. Вместе с тем наблюдается некоторая зависимость между степенью угленосности структур и мощностью «кровельных» песчаников VII свиты. На участках с высокой угленосностью последние имеют пони­ женную мощность, и наоборот, участки со слабой угленосностью харак­ теризуются большими мощностями песчаников. Основные пласты района также развиты неповсеместно. Более вы­ держанными являются пласты 13 и 11, развитые преимущественно в центральной части района. Менее выдержан пласт 9, развитый в ос­ новном также в центральной части, и пласт 5 — в южной части района. Кроме указанных четырех основных пластов, на отдельных участ­ ках достигают рабочей мощности пласты 19, 15, 10 и 8, но вследствие

Кизеловский каменноугольный бассейн

57

ограниченной площади распространения они не имеют промышленного значения. Пласт 13 является верхним рабочим пластом и содержит 41% запа­ сов угля Кизеловского каменноугольного бассейна. Он залегает в VI угольсодержащей свите под русловой фацией «кровельных» песчани­ ков )!//// промежуточной свиты (рис. 21). Нормальное расстояние от кровли угленосной толщи до пласта колеблется от 65 ж в северной части района до 150 ж в южной. Пласт 13 имеет особенно широкое распространение в северной ча­ сти Главной Кизеловской антиклинали, в северной части Косьвинской синклинали и в пределах Гремячинской синклинали. С перерывами он развит в Коспашско-Полуденной, Шумихинской и Бруснянской синкли­ налях. Для северной группы шахт (им. Ленина, 6 Капитальная, им. Воло­ дарского), расположенных на северном замыкании и западном крыле Главной Кизеловской антиклинали, пласт 13 является главным рабочим пластом. Здесь мощность его колеблется от 0,8 до 3,5 ж. Пласт имеет большей частью простое строение, но иногда состоит из двух пачек, разделенных породным прослоем мощностью 0,3—1,5 ж, мощность верхней пачки 0,1—1,5 ж, нижней — 1,5—3,1 ж. В аллохтонной части Луньевского надвига, в пределах Луньевского месторождения, пласт 13 к настоящему времени в основном выра­ ботан (за исключением поля шахты Елим). Мощность его здесь дости­ гала 2—3 ж, но в целом он характеризовался частыми выклиниваниями. В пределах Коспашско-Полуденной синклинали пласт 13 развит на отдельных участках сложной конфигурации. Мощность его 0,8— 1,5 ж на севере и до 2 ж на юге. Пласт имеет распространение в северной части Косьвинской син­ клинали. Он является главным рабочим пластом на западном крыле этой синклинали. Развит также в приосевых частях синклинали и на ее восточном крыле (поля Косьва 1 и 2). Мощность пласта составляет 0,6—2,0 ж, на отдельных участках, преимущественно в пределах полей шахт Центральной и им. Урицкого, она достигает 6—7 ж. В этих слу­ чаях он всегда имеет сложное строение и состоит из двух-трех пачек. Территория района к югу от р. Косьвы характеризуется сокраще­ нием площадей распространения пласта 13. Здесь он приурочен в основ­ ном к восточной части района (Шумихинская, Гремячинская, ВосточноГремячинская и частично Бруснянская синклинали), В Шумихинской синклинали пласт развит главным образом на восточном крыле. Мощность его колеблется от 2 до 3,7 ж. Южнее Шуми­ хинской синклинали после значительного перерыва пласт с рабочей мощностью появляется на небольшом участке Бруснянской синклинали и еще южнее — в Гремячинской и Восточно-Гремячинской синклиналях. В Гремячинской синклинали пласт 13 сближен с пластом 11 и в та­ ком виде (как один пласт) развит на всей ее площади, имея иногда местные утонения, особенно в северо-западной части. Пласт в боль­ шинстве случаев состоит из двух пачек. Верхняя пачка, имеющая мощ­ ность 0,3—6,0 ж, относится к пласту 13, а нижняя мощностью 0,6— 2,1 ж — к пласту 11. Прослой аргиллита или алевролита, разделяющий эти угольные пачки, достигает мощности 1,5-2,0 ж. Часто пласты 13 и 11 сливаются вместе и тогда расчленение их производится по петро­ графическим типам и комплексу спор. Вмещающие породы пласта имеют непостоянный литологический состав, отражающий до некоторой степени условия его образования. Как правило, при сложном строении и при наиболее полном развитии пласта его кровля представлена алевролитом или аргиллитом, а при

Кизеловский каменноугольный бассейн

Рис. 21. Распространение пласта угля 13 в центральной части Кизеловского района / — мощность от 0 до 0,5 м; 2 — мощность от 0,5 до 1 м; 3 — мощ­ ность от 1 до 2,0 м; 4 — мощность более 2 м; 5 — линии тектони­ ческих нарушений; 6 — выход угольного пласта на поверхность; 7 — геологические границы угленосной толщи

59

простом строении и малой мощности — обычно кварцевым песчаником с косой слоистостью. Почва пласта более постоянна и состоит из алев­ ролита или аргиллита. Пласт 11 залегает ниже пласта 13 в VI угольсодержащей свите и содержит 34% общих запасов (занимает второе место) угля Кизе­ ловского бассейна. Он характеризуется большим площадным распро­ странением и рабочей мощностью. Максимального развития пласт достигает в северной и центральной частях бассейна (рис. 22). Расстояние между пластами 13 и 11 колеблется от 1,5 до 15 м в Главной антиклинали, Коспашской и Гремячинской синклиналях, до 30—45 м на северных замыканиях Косьвинской и Шумихинской синкли­ налей. Мощность пласта изменяется от 0,4 до 2,8 м, чаще составляет 0,8—1,5 м, в среднем она равна 1,2 м. Строение пласта в основном простое, редко он представлен двумятремя пачками (Косьвинская синклиналь, южная часть западного крыла Главной антиклинали, Луньевское месторождение). В кровле пласта развиты породы преимущественно глинистого состава, песчаники проявляются в случае размыва и отсутствия вышеле­ жащего пласта 13. Состав почвы изменяется от аргиллитов до кварце­ вых песчаников, пронизанных корневой системой. Распространен пласт 11 на несколько большей площади и явля­ ется более устойчивым, чем вышележащий пласт 13, благодаря мень­ шей подверженности размыву со стороны налегающей сверху русловой фации «кровельных» песчаников VII свиты. Повторяя иногда конфигу­ рацию пласта 13, пласт 11 нередко сохраняется и там, где нет пласта 13. П ласт,11 распространен в основном в северной половине бассейна: на Луньевском, Урсинском и Костано-Лытвенском месторождениях, в Коспашской синклинали, в северной части Косьвинской синклинали, на обоих крыльях и северном замыкании Главной антиклинали. Южная часть Кизеловского района (на широте от р. Косьвы до Чусовского района) характеризуется распространением пласта 11 на отдельных ограниченных по площади главным образом восточных структурах. К ним относится Гремячинская синклиналь, в которой пласт 11 развит повсеместно вместе с пластом 13, образуя сложный пласт 11 + 13. Имеется пласт 11 в Шумихинской синклинали, на Восточно-Гремячинском месторождении и на небольших участках Бруснянской синклинали. В юго-западной части района распространение пласта ограничива­ ется в основном полями шахт Первомайской 13/14, Нагорнинской и Усьва 3. Пласт 9 залегает в верхней части IV угольсодержащей свиты и со­ держит 15% общих запасов угля Кизеловского бассейна (рис. 23). Нормальное расстояние между пластами 9 и 11 колеблется от 2 до 12 ж в пределах Главной антиклинали и Коспашской синклинали и до 30—40 м в восточном крыле Косьвинской синклинали. Наибольшее развитие пласта (мощность 0,7—1 м) наблюдается в северной части западного крыла Главной Кизеловской антиклинали, здесь он разра­ батывается. Пласт 9 распространен на площади, не меньшей, чем вышележащий пласт 11. Но на многих участках он имеет нерабочую мощность, поэтому запасы его значительно меньше запасов пласта 11. Пласт 9 стратигра­ фически хорошо выдержан. Однако из-за меньшей мощности, чем у вышележащих пластов 13 и 11 и некоторой подверженности размывам со стороны налегающей русловой песчаниковой фации V промежуточ­ ной свиты, он имеет более капризную конфигурацию промышленных контуров. Поэтому площади с кондиционной мощностью этого пласта имеют ограниченное распространение.

Рис. 22. Распространение пласта угля 11 в центральной части Кизеловского района I — мощность от 0 до 0,5 м; 2 — мощность от 0,5 до 1 м; 3 — мощ­ ность от 1 до 2 м; 4 — мощность более 2 м; 5 — линии тектониче­ ских нарушений; 6 — выход угольного пласта на поверхность; 7 — геологические границы угленосной толщи

Рис 23. Распространение пласта угля 9 в центральной части Кизеловского района 1 — мощность от О до 0,5 ;и; „ 2 4Т - выход пласта’ линии тектонических нарушений; пласта на* на поверхность; п 5 _ геологические границы угленосной

62

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Строение пласта в основном простое, но иногда он представлен двумя угольными пачками непостоянной мощности. Наблюдаются частые генетические утонения пласта до полного выклинивания, причем снижению мощности обычно предшествует расщепление пласта на две пачки прослоем аргиллита, алевролита или углистого сланца. Основной кровлей пласта является песчаник с прослоем ложной кровли из алевролита или аргиллита, занимающих нередко положение основ­ ной кровли. В почве пласта залегают песчаники, алевролиты, реже аргиллиты. Пласт 5 (рис. 24) является самым нижним рабочим пластом. Он залегает в основании IV угольсодержащей свиты и содержит 9% общих запасов угля Кизеловского бассейна. По распространению и запасам он значительно уступает трем вышеописанным пластам. В отличие от них пласт 5 наибольшее развитие получил в юго-западной части бас­ сейна, в районе южного замыкания Косьвинской и Усьвинской синкли­ налей (рис. 24). Здесь он является единственным рабочим пластом и разрабатывается шахтой им. 40 лет Октября (б. Усьва 1, 2, 3). Мощ­ ность пласта на Усьвинском месторождении колеблется от 0,6 до 1,2 м с частыми утонениями и расщеплением в южной части месторождения на две пачки. Пласт 5 кондиционной мощности распространен также на некоторых небольших участках Коспашско-Полуденной, Шумихинской, Гремячинской синклиналей, на западном и восточном крыльях Косьвинской синклинали и в центральной части западного крыла Глав­ ной Кизеловской антиклинали (юг поля шахты 2 и шахта 4). Строение пласта в основном простое. Реже он представлен двумя угольными пачками. В нем, как и в других пластах, по направлению к краевым зонам угольной залежи наблюдается расщепление, а затем выклинивание. Вмещающие породы представлены аргиллито-алевролитовым комплексом. Современные контуры распространения четырех угольных пластов отражают фациальные изменения, в результате которых пласт 13 сохра­ нился примерно на 15% площади угленосной толщи, пласт 11 — на 28%, пласт 9 — на 9%, пласт 5 — на 8%. Чусовской район Промышленная угленосность развита только в северо-западной части района, где к настоящему времени разведано три месторождения каменного угля: Скальнинское, Косоречинское и Обманковское. В пре­ делах этих месторождений известно до 23 угольных пластов и пропла­ стков каменного угля, из которых только один пласт 13, хорошо параллелизующийся с пластом 13 Кизеловского района, является основным промышленным пластом. Из остальных пластов на отдельных неболь­ ших участках имеют рабочую мощность пласты 11 и 17. На указанных месторождениях пласт 13 залегает в 100—115 м от верхней границы угленосной толщи и имеет почти повсеместное рас­ пространение. Рабочая мощность достигает 2 м. Обычно мощность пласта не превышает 1,0—1,2 м. Строение его в основном простое, редко двухпачечное. Прослои пород между пачками представлены ар­ гиллитами (иногда углистыми). Кровля пласта сложена песчаниками, на отдельных участках — алевролитами и аргиллитами. Почва пред­ ставлена как песчаниками, так и глинистыми породами. Пласт 13 рабочей мощности вскрыт также на отдельных участках Калаповской, Сысоевской и Койвинской синклиналей, но распространен он здесь весьма ограниченно.

части Кизеловского района 1 — мощность от 0 до 0,5 м ; 2 — мощность от 0,5 до 1 м; 3 — линии тектонических нарушений; 4 — выход угольного пласта на поверхность; 5 — геологические границы угленосной толщи

64

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Ю. П. Копотилов в 1958 г. геологосъемочными работами выявил в Калаповских структурах пласт угля 13 мощностью 0,8 ж. В пределах Сысоевской синклинали в пятидесятых годах прошлого столетия разведывался и частично эксплуатировался пласт каменного угля невыдержанной мощности. Как указывал А. А. Краснопольский, в старой Успенской разведочно-эксплуатационной штольне на левом берегу заводского пруда (в 25 ж от устья), пласт каменного угля имел мощность от 0,9 до 1,25 ж, затем начал утоняться и в 40 ж от устья выклинился. На глубине 43 ж вновь появился уголь и до 53 ж утолщался от 0,3 до 2 ж, далее до 153 ж мощность пласта колебалась от 0,5 до 4 ж, а потом утонилась до 0,1 ж. На основании резких колебаний мощ­ ности угольного пласта А. А. Краснопольский дал отрицательное заклю­ чение о промышленной ценности месторождения. Другие геологи при­ соединились к этой оценке. В. Н. Попов (1956 г.) рекомендовал провести ревизионно-поиско­ вые работы на Сысоевском месторождении, так как не вся площадь месторождения была охвачена поисками. В пределах Койвинской синклинали на Журавлинском месторожде­ нии в 1951—1953 гг. были проведены поисковые работы. Вскрытый на выходах пласт 13 в основном достигает рабочей мощности, но по паде­ нию он выклинивается, и буровыми скважинами рабочая мощность его была установлена только в одном случае. Из-за недостаточно пол­ ного выхода керна по углю и вмещающим породам и отсутствия каро­ тажа данные о мощности пласта 13 по скважинам требуют проверки. В северной части восточного крыла Койвинской синклинали в вы­ емке дороги на левом берегу р. Койвы обнажаются пласты 11 мощно­ стью 0,30; 0,45; 0,25 ж, 13 мощностью 0,40; 0,15; 0,15 ж и 21 мощностью 0,6 ж. Это свидетельствует о возможном наличии рабочих пластов угля в пределах восточного крыла синклинали. Усть-Койвинская синклиналь относится к числу перспективных на уголь структур Чусовского района и заслуживает постановки дальнейших поисковых работ. В пределах Багульской, Всесвятской и Кусье-Александровской син­ клиналей промышленная угленосность отсутствует. В Багульской син­ клинали вскрыты лишь прослои угля мощностью, не превышающей 0,3 ж. В пределах Кусье-Александровской структуры и Всесвятской синклинали углей не встречено. К югу от Койвинской синклинали, южнее широты р. Кумыша (при­ ток р. Чусовой), ни в одной из структур Чусовского района выдержан­ ных рабочих пластов не установлено. Мощность угленосной толщи и количество содержащихся в ней угольных пластов, в южном направле­ нии уменьшаются. Имеющиеся в районе Кына гнездообразные залежи углей характеризуются крайне изменчивой мощностью и переходами угля в углистые породы. Встречающиеся в отдельных случаях (Ломовская синклиналь) угольные залежи мощностью до 2 ж, быстро выкли­ ниваются или переходят в углистые аргиллиты. Южнее Кына (б. Илимовский завод) вскрывались прослои углей мощностью 0,2 ж (в раздувах до 0,6 ж) с гнездами углистых пород. Промышленной ценности они не имеют. Еще южнее, в районе ст. Ку­ зино, основной угленосный горизонт переходит в известняки. Терригенная свита, отвечающая верхам угленосной толщи Кизеловского района, имеет тульскую фауну; угли в ней отсутствуют. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

Образование угленосных отложений Кизеловского бассейна свя­ зано с кратковременным выходом в нижнекарбоновый период области осадконакопления из-под уровня моря на дневную поверхность.

Кизеловский каменноугольный бассейн

65

Занятая бассейном область земной коры является западной крае­ вой частью Уральской геосинклинали, стабилизировавшейся к началу мезозоя. На протяжении очень длительного времени (от силура до перми) часть литосферы, соответствующая современным контурам бассейна, погружалась под уровень моря и почти непрерывно заполнялась кар­ бонатными и обломочными осадками, достигшими общей мощности 4000 ж. Опускание бассейна продолжалось почти в течение всего палео­ зоя. Складчатость проявилась в первой половине пермского периода. Прогибание в значительной мере компенсировалось осадконакоплением. Оно было неравномерным, с замедлениями, остановками и крат­ ковременными поднятиями. Благодаря этому дно бассейна временами близко приближалось к уровню моря, а в двух случаях выходило на дневную поверхность (в верхнем девоне и нижнем карбоне). С кратковременными выходами области накопления на дневную поверхность в нижнекарбоновое время (конец турнейского века) было связано образование угленосной толщи. Оно сопровождалось соответ­ ствующей сменой палеогеографической обстановки с развитием при­ брежно-морских, дельтовых, речных и болотных фаций, т. е. созданием континентальной угленосной формации в огромном по мощности, пре­ имущественно морском, осадочном комплексе среднего и верхнего палеозоя. Накопление осадочного материала будущей угленосной толщи (песка, глины, торфа) происходило в условиях огромной плоской и широкой речной дельты очень большой палеореки, текущей с востока и северо-востока в мелководное море. Площадь, соответствующая сов­ ременному положению Кизеловского бассейна, была расположена на значительном расстоянии от мелководного моря и вместе с тем — на довольно большом расстоянии от области сноса. Она обладала теми континентальными и прибрежно-морскими условиями, в которых могли возникать и развиваться угленосные фации. Под влиянием колебательного погружения местности и соответст­ вующего перемещения береговой линии мелководного моря в пределах дельты происходило последовательное смещение фаций, от которых остались соответствующие литологические отложения. Накопление осадков всей этой континентальной толщи в целом произошло под влиянием одного основного, наиболее крупного колеба­ тельного движения — поднятия и опускания области накопления по отношению к базису эрозии. Это движение поверхности имело общие для бассейна характер и масштаб и заключалось в выходе на дневную поверхность дна турнейского моря, накоплении песчано-глинистой угле­ носной толщи при компенсационном поддержании поверхности суши на уровне, близком к морскому, последующем погружении площади под уровень моря и перекрытии угленосных отложений морскими осад­ ками верхнего визе. В результате такого главного полного осадочного цикла накопи­ лась вся толща, а в ее средней части — основная ,У/ центральная уголь­ содержащая свита с двумя основными для бассейна рабочими пластами угля 13 и 11 и перекрывающая эту свиту мощная наиболее выдержан­ ная в бассейне маркирующая VII свита «кровельных» кварцевых песча­ ников. Этот процесс главного цикла осадконакопления был сложным и состоял в свою очередь из более мелких периодических движений на фоне общего длительного опускания местности. На явления размывов в угленосной толще обратил внимание в 1932 г. И. И. Горский. Он считал, что размывы не играли решающей роли в выклинивании угольных пластов и что в этом отношении боль5 Зак. 638

66

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

шое значение имели различия в первичных условиях накопления расти­ тельной массы. Явлениям размывов, как отражению колебательных движений,, большое значение придавал П. В. Васильев (1943, 1950). В силу ряда причин и прежде всего неодинаковости тектонических колебательных движений на всей площади бассейна, а также существенного дифферен­ цированного влияния на осадконакопление смены физико-географи­ ческих условий разрез угленосной толщи, как правило, не бывает пред­ ставлен полностью всеми девятью свитами, а сами свиты нередко изме­ няют свой типичный облик. Они или расщепляются и выпадают из раз­ реза, или спиваются, или раздуваются. Поэтому конкретные геологиче­ ские условия каждого месторождения бассейна требуют творческого применения унифицированной девятичленной стратиграфической схемы. Стратиграфический разрез угленосных отложений, наиболее пол­ ный в центральных частях дельты (Кизеловский район), к краевым частям теряет свою четкость. При этом вместе с уменьшением мощно­ сти угленосных отложений происходят фациальные ее изменения. Эти изменения состоят в постепенном переходе надводных дельтовых отло­ жений в подводные, а затем в морские отложения. Весьма существенным моментом в восстановлении условий накопле­ ния угленосных отложений Кизеловского бассейна является определе­ ние местоположения суши, служившей в угленосное время областью» сноса. По этому вопросу существует три различных мнения. А. П. Карпинский (1919 г.) считал, что в каменноугольный период Урал представлял собой цепь островов среди открытого моря. Острова и отмели неоднократно меняли свое положение, обусловливая разнооб­ разие одновременных отложений. В прибрежных частях такого моря в это время происходило накопление угленосных отложений. Д. В. Наливкин (1942) предполагал, что угленосные отложения Кизеловского бассейна являются дельтовыми отложениями большой реки, стекающей с Сибирского материка, который в нижнекаменно­ угольную эпоху существовал на месте Западно-Сибирской низменности и Сибирской платформы. Этого же мнения придерживается П. В. Ва­ сильев. Сторонники третьей точки зрения (Н. С. Городецкая, Г. А. Смир­ нов, 1956; И. В. Пахомов, 1957; О. А. Щербаков, 1964) считают, что снос обломочного материала происходил с запада и северо-запада, со стороны Русской платформы. Наиболее убедительной представляется вторая точка зрения о сносе терригенного материала с востока. После континентального периода накопления нижнекарбоновой песчано-глинистой угленосной толщи, в средневизейское время снова наступает длительный непрерыв­ ный морской режим, продолжавшийся до артинского времени. За период от визе до верхнего карбона и сакмарского века включительно накопилась толща известняков. Только на сравнительно короткий про­ межуток времени в среднем карбоне море сильно мелело и его дно подступало близко к дневной поверхности. Это нашло свое отражение в накоплении 40-метровой толщи известково-глинисто-песчанистых осад­ ков с морской фауной, залегающих среди известняков московского яруса. В то время нижнекарбоновая угленосная толща была погружена на глубину около 1,5 км, претерпевая соответствующие геотемпературные изменения. На рубеже между сакмарским и артинским веками спокойный эпейрогенный колебательный режим сменяется резкими и повсеместными изменениями, вызвавшими размыв ранее образовавшихся осадков и от­ ложение артинской толщи, сложной по литологическому составу со

своеобразной фауной. Последнее колебание явилось предвестником последующих грандиозных процессов орогенеза (герцинского), в основ­ ном сформировавших Урал и определивших его тектоническую струк­ туру (Наливкин, 1942). К концу артинского века угольные пласты были погребены под. двухкилометровой толщей карбоновых известняков и нижнепермских песчаников. Дальнейшее накопление верхнепермских морских отложе­ ний (кунгурский, казанский и татарский ярусы) происходило в условиях продолжавшихся герцинских тектонических движений, при одновремен­ ном прогибании поверхности. Это привело к еще большему погружению нижнекарбоновой продуктивной толщи, возможно, до глубины 3—5 км, судя по достаточно высокой стадии метаморфизма кизеловских углей (в диапазоне от длиннопламенных до жирных). Заключительные фазы герцинского диастрофизма на границе палео­ зоя и мезозоя завершили создание всех основных структурных форм бассейна. Последующая длительная денудация при общем поднятии Урала удалила мощный покров вышележащих отложений карбона и перми (возможно, и мезозоя) и вывела продуктивный нижний карбон на дневную поверхность, обнажив угольные пласты в крыльях и замках современных складок. Под влиянием очень продолжительного воздействия атмосферных агентов и подземных вод, продолжавшегося параллельно с денудацией со времени кайнозоя, а возможно, и с конца мезозоя угольные пласты и вмещающие их горные породы претерпели существенные изменения на выходах в зоне окисления, опускающейся до глубины нескольких десятков метров, а иногда до 100 и более метров от дневной поверх­ ности.

67)

КАЧЕСТВО УГЛЕЙ

Петрографический состав. Кизеловские угли принадлежат к группе каменных гумусовых и представляют плотные, крепкие матовые и полуматовые споровые дюрены. По петрографическому составу и технологи­ ческим свойствам они имеют сходство с одновозрастными нижнекарбо­ новыми углями Западного Донбасса. Макроскопически (по степени блеска и внешнему виду) в углях выделяются четыре общеизвестных основных петрографических типа, слагающих обычно каменноугольные пласты гумусового происхождения: матовый 1грубо- и мелкозернистый), полуматовый, полублестящий и блестящий. Преобладают матовые и полуматовые типы, в сумме слагающие около 80% мощности угольных пластов. Угли полублестящие встреча­ ются редко, а блестящие — как весьма редкое исключение в виде тонких линзочек среди матовой и полуматовой угольной массы. Очень редко в составе гумусовых углей присутствует сапропелевый листоватый уголь типа кеннеля в виде тонких (до 5 см) невыдержанных линз. Микроскопически угли представлены следующим соотношением основных групп микрокомпонентов (табл. 3). Для кизеловских углей очень характерно большое содержание спор, достигающее 20—30%, в некоторых матовых углях — до 60% (в сред­ нем 23% от органической массы). В полублестящих типах содержание спор значительно меньше и колеблется в пределах 10—15%. Споры представлены одной крупной группой ТпШез из класса Щта1ез, т. е. спорами с трехлучевой щелью разверзания, согласно морфоло­ гической классификации ископаемых спор, разработанной С. Н. Наумо­ вой для углей СССР. Споровый состав углей служит вспомогательным маркирующим признаком для индексации основных пластов. 5*

€8

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Для кизеловских углей характерно низкое содержание витринита (48%). Этот компонент примерно на 10% представлен своей типичной чистой разновидностью. Остальные 38% состоят из десмита, т. е. из основной неоднородной гелифицированной массы. При этом характер неоднородности ее специфичен: десмит в большинстве своем обнару­ живает под микроскопом тончайшую едва уловимую полосчатость, вер­ нее струйчатость, причина которой предполагается в засоренности тор­ фяника минеральным тонкодисперсным материалом или минеральным коллоидальным раствором. Таблица 3 Петрографический состав основных угольных пластов Кизеловского бассейна (в процентах к органической массе) Название групп микро­ компонентов

Пласт 13

Пласт И

Пласт 9

Среднее по пластам 13, 11 и 9

Витринит ................... Ф ю зинит................... Лейптинит (споринит)

36 32 32

48 29 23

59 26 15

48 29 23

Физические свойства. Наиболее распространенными в бассейне являются дюреновые угли, обладающие хорошо выраженной слоисто­ стью, крупнозернистой структурой, стально-серым цветом, матовым блеском и неровным изломом. Угли типа кеннеля, имеющие ничтожное распространение, характеризуются тонкозернистым сложением, шелко­ висто-матовым блеском, раковистым изломом и невысокой степенью углефикации. В спокойном залегании при разработке дюреновые угли дают круп­ ные куски и плиты в смеси с мелочью, получающейся в процессе добычи. В случаях тектонической нарушенное™ пластов, подвергшихся сжатию, скольжению, дроблению, уголь при добыче распадается на небольшие куски ромбоидальной формы с поверхностями, имеющими смоляно-чер­ ный блеск. Кливаж в углях плохо выражен или совсем отсутствует. Угли в большинстве своем характеризуются очень высокой крепостью (V категория буримости), вязкостью и сравнительно большим удельным весом, составляющим в среднем 1,4 г/см3. Высокая крепость углей объясняется их вязкостью, обусловленной характерным петрографическим составом, повышенной минерализацией, отсутствием ясно выраженного кливажа, наличием большого количества лиритных желваков, линз и прослойков. Поэтому они в 2—2,5 раза крепче донецких и являются наиболее крепкими в СССР. Такие свой­ ства углей при разработке нормально залегающих пластов обеспечи­ вают высокий выход крупных классов, но затрудняют измельчение угля при обогащении. По данным Пермского научно-исследовательского угольного инсти­ тута, крепость кизеловских углей характеризуется следующими вели­ чинами (табл. 4). При испытании в Лаборатории горного давления ВНИМИ отдель­ ные образцы угля из пласта 11 обнаружили исключительно высокую крепость и выдержали сопротивление сжатию в среднем до 600 кг/сж2. Некоторые образцы, ослабленные трещиноватостью, разрушались при 320—350 кг/км2. Деформация сжатия к началу разрушения угля дости­ гала 4* 10~3— 8- 10—3, а коэффициент бокового расширения р. = 0,3. Испы­

69

тание кубиков угля размерами 50 и 20 мм практически показало отсут­ ствие пластической деформации. Образец разрушался внезапно, как при взрыве. Метаморфизм и распределение марок углей. Угли бассейна камен­ ные от длиннопламенных до жирных. Метаморфизм углей повышается по простиранию бассейна с юга на север, вкрест простирания — с во­ стока на запад и по падению пластов. Таблица

4

Крепость кизеловских углей Преобладающая крепость угля в пласте, кг)см%

Пласт

13 11 9

Крепость отдельных пачек пласта, кг/см2

от

до

от

до

13,7 11,6 9,7

25,5 24,5 21,7

9,4 7,1 6,9

34,0 30,4 31,6

На площади бассейна распределены угли различных марок: жирные на севере и западе, газовые на востоке и юге. По восточной окраине протягивается полоса развития длиннопламенных углей, а на северозападе в глубокопогруженной части Главной антиклинали распростра­ нены более метаморфизованные жирные угли группы Ж 18. Различия степени метаморфизма для отдельных пластов в соот­ ветствии с их стратиграфическим положением не отмечено, так как основные пласты 13, 11 и 9 сближены и залегают в толще мощностью не более 40 м, а включая пласт 5 — не более 50 м. Снижение выхода летучих веществ в среднем по бассейну от верх­ него пласта 13 к пласту 9 с 44 до 39,8% объясняется не повышением метаморфизма, а уменьшением содержания спор с 32 до 15%. Промышленная классификация углей Кизеловского бассейна при­ ведена в табл. 5. Классификация углей Кизеловского бассейна (по ГОСТу 7050—60) Разновидность углей

Длиннопламенный

. . . .

Г а з о в ы й ............................... Ж и р н ы й ............................... Ж и р н ы й ...................

Марка, группа углей

Таблица 5

Уг’ %

у1, мм

Нелетучий остаток

д

>37

—

Г6 Ж13 Ж18

>37 >36 >36

6—12 13—17 >18

Порошкообраз­ ный, слипшийся и слабоспекшийся

—

1 При у < 6 мм и спекшемся нелетучем остатке уголь относится к группе Гб.

Основные показатели качества углей. Качество кизеловских углей характеризуется следующими, средними для бассейна, показателями (табл. 6). Характеристика качества углей основных угольных пластов Кизе­ ловского бассейна (без учета засорения угля породами внутрипластовых прослоев, кровли и почвы при добыче) приведена в табл. 7.

Кизеловский каменноугольный бассейн

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

70

Таблица 6 Характеристика качества товарных углей Кизеловского бассейна (по Т. А. Зикееву) Марка углей Г6 Качественные показатели

Промпродукт Шахты Гремячинские и Нагорная

Ж18

Ж13

Остальные шахты

Зольность и обогатимость углей. Кизеловские угли являются высо­ козольными и трудно обогатимыми. Высокое содержание золы в углях обусловлено присутствием в них значительного количества тонкодисперс­ ных неорганических примесей, в том числе пирита. Угли Кизеловского бассейна подразделяются по зольности в соот­ ветствии с ГОСТ 7429—55 на пять групп (табл. 8). Таблица 8 Зольность углей Кизеловского бассейна Ас

\ У а,

%

1УР, % Ас, %

Зоб- % 5' И 8к- « 8к> % 8 ор. %

с, %

N %

О, %

У г,

1,2 4 ,5 2 7 ,0

1,0 4,5 2 7 ,0

1,0 5,0 2 5 ,0

1,0 ' 7,5 4 0 ,0

4,5

5,5

5,5

8 ,0

11,0

0,1

ОД

0,1

ОД

0 ,3

2,3

3,2

3,2

5,6

8,9

3,2

4 ,4

4 ,4

7 ,5

14,8

3,0

3,0

%

Нелетучий остаток (¾ ккал/кг (¾ ккал/кг

3,0 . 78,0 5 ,6 1,3 7,7 44,0

7 8 ,0 5,6 1,3 7 ,7 44,0

76,0 5,8 1,3 10,7 4 6 ,0

%

н,

1,6 5,5 2 7 ,0

Спекшийся

Спекшийся, Спекшийся слабоспекшийся

3,0

3,0

77,5 5 ,6 1,3 5,1 4 2 ,0

71,0 5 ,4 0 ,9 4 ,9 44,0

Спекшийся

Спекшийся

7850

8150

8200

8300

8000

5070

5320

5350

5490

4010

Таблица 7 Характеристика качества углей основных угольных пластов Кизеловского бассейна Пласт

ш а, к

Ас , %

у г, %

Коспашскг1Я 13 11 9

1,2 0 ,9 1,1

14.2 20,7 24.2

44 40 39

5об’

*

Об'

дг, мм

у, ММ

1 6 -1 5 1 4 -1 8 1 2 -1 6

10— 12 1 0 — 15 8 -1 1

8690 8560 8210

11— 22

1 1 -1 4 1 1 -1 6 1 0 -1 4

8360 8620 8480

к ка л \к г

СИНКЛИН аль 4 .8 5 .9 4 ,3

Главная антиклиналь 13

11 9

1,1 1,1 1,1

24,0 16,4 19,0

41 39 39

5 ,4 4 ,9 3,2

9 -1 9

Гремячинская синклиналь 13

2,1

И

2,8

9

2 ,7

21,5 22,7 2 3 ,9

47 45 42

4 ,6 3,3 5,9

Не спекается

8100 7700 7970

71

Группа зольности

1 2 3 4 5

%

от

до

16,1 20,1 25,1 31 ,6

16,0 2 0,0 2 5,0 3 1,5 3 6,0

Из табл. 8 видно, что преобладают угли 3-ей группы с зольностью 20,1—25,0%. Значительно распространены угли 4-ой группы с зольно­ стью 25,1—31,5%. Относительно малозольных углей 1 группы почти нет, а 2 группа (16,1—20,0%) имеется лишь частично на Коспашском и Усьвинском месторождениях. Высокозольные угли 5 группы (31,6—36,0%) встречаются только на Косьвинском и Шумихинском месторождениях. Зольность угля верхнего пласта 13 в шахтах Главной антиклинали выше, чем нижних пластов 11 и 9, а на шахтах Коспашской синклинали зольность угля пласта 13 меньше зольности пластов 11 и 9. По прости­ ранию Главной антиклинали наблюдается повышение зольности в юж­ ном направлении. Вообще в северной части бассейна зольность углей несколько ниже, чем в южной. В Кизеловском бассейне содержится весьма распространенная раз­ новидность высокозольного очень плотного, крепкого и вязкого угля так называемого «матовика» с зольностью в среднем 45%, представляю­ щего промежуточное образование между матовым углем (споровым дюреном) и углистым аргиллитом. Присутствуя в пласте в виде линз и прослойков мощностью несколько сантиметров, иногда до 0,5—1,0 м (шахта им. Калинина), «матовик» отделяется при обогащении не пол­ ностью, поэтому представляет собой вредную примесь для угля, пред­ назначенного для коксования. Все угли бассейна трудно обогатимы. При зольности рядового угля 21,5% и содержании серы 5,8% практически возможен выход 62—71% концентрата с зольностью 11% и содержанием серы 3,3%. Обогатимость углей, используемых в коксовании на Губахинском коксохимзаводе, характеризуется выходом концентрата 69,3%, промпродукта 24,2%, пирита 5,1%, породы 1,1%, с потерями при обогаще­ нии 0,3%. Обогатимость энергетических углей, по данным Коспашской обога­ тительной фабрики (при шахте 24—38), характеризуется следующими показателями: зольность исходного (рядового) угля 28,0—31,0%. Выход продуктов обогащения: Концентрат 46,7 с зольностью 17,5—20,5 Отсев 37,8 „ „ 31,0—34,0 Шлам 6,9 „ „ 43,0—46,0 Порода 7,7 „ „ 64,5 Потери при обогащении 0,9

72.

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Сернистость. Кизеловские угли характеризуются высоким содержа­ нием серы, составляющим в среднем 5,5% при колебаниях от 3 до 8%. Количество серы в углях зависит в основном от содержания в них пи­ рита, являющегося основной составной частью минеральных бернистых соединений. От общего количества серы пиритная составляет 59%, органическая 40% и сульфатная 1%. Значительная часть органической серы пред­ ставлена тонкодисперсным пиритом. Спекаемость и коксуемость. Угли Кизеловского бассейна обладают спекающей способностью. Спекаемость углей непостоянная, она зави­ сит от стадии метаморфизма, петрографического состава и зольности. Значительное влияние на спекаемость оказывает лейптинит (споринит). Он образует при нагревании до 550—620° менее вязкую и более текучую пластическую массу, чем витринит, и тем самым облегчает переход углей в пластическое состояние при коксовании. Это важнейшее для коксо­ вания свойство угольного вещества, проявляющееся в различной сте­ пени, обусловливает различные значения пластометрических параметров: конечной усадки х и толщины пластического слоя у. Величина усадки для большинства кизеловских углей изменяется от 35 до 50 мм, для хорошо спекающихся менее 33—35 мм. Толщина пластического слоя изменяется от б до 30 мм. Повышенную усадку (50—60 мм) и пониженный пластический слой (9—12 мм) при определении спекаемости дают матовые и полуматовые угли вследствие более легкой утечки паров смолы и газа из полужидкогопластического расплава. Теплотехнические свойства углей. Несмотря на сравнительно высо­ кое содержание золы, кизеловские угли имеют высокую калорийность. Теплота сгорания (¾1, составляет в среднем 8000 ккал/кг (изменяется от 7300 до 9200 ккал/кг), а низшая теплота сгорания рабочего топлива (Знр — в среднем 5300 ккал/кг (колеблется от 5070 до 5490 ккал/кг). Зольный остаток необогащенных кизеловских углей имеет следую­ щий основной химический состав: 5Ю2 35—45%; Ре20 3 20—35%; А120 3 20—30%; СаО до 1,5%; Мё О до 1,0%; $ 0 3 до 1,5%. Температура плавления золы характеризуется следующими показа­ телями: 1000—1130°; 1200—1410°; ^3 1300—1450°. Лабораторный коэффициент размолоспособности (по методике ВТИ) равен 1. Способность угля к самовозгоранию. Кизеловские угли способны к самовозгоранию. Большинство пожаров в шахтах происходило в усло­ виях разрыхленного и увлажненного угля в целиках и заброшенных, старых выработках. Самовозгоранию углей способствуют: повышенное содержание пиритной серы в условиях высокой влажности выработок (экзометричность образования и дальнейших реакций серной кислоты в углях); сравнительно невысокая степень метаморфизма угля, отно­ сящегося к газовым и жирным с высоким выходом летучих веществ; обогащенность органической массы угля литобиолитовыми остатками растений (спорами), создающими благоприятную среду для возгорания. Глубина зоны выветривания и окисления. Глубина распространения выветрелых негодных сажистых и размягченных углей невелика, она непревышает 10 м от поверхности коренных пород. Но зона окисления опускается на значительную глубину до 50— 100 м. Характерно, что в зоне окисления угли имеют зольность на 30— 50% меньше, чем неокисленные угли, залегающие глубже по падению. В условиях высокоминерализованных углей такое явление обусловлено сильным растворящим (коррозионным) действием подземной воды,, содержащей не только углекислоту, но и раствор свободной серной кис­

лоты. Последняя активизирует действие углекислоты, способной вытес­ нять кремнезем из алюмосиликатов. Вместе с тем значительная доля в понижении зольности падает на удаление пирита путем его раство­ рения. Самая верхняя выветрелая сажистая часть выходов пластов, до глубины 10 м нарушенная смещением по склону и перемешанная с вме­ щающими выветрелыми породами и делювием, не обнаруживает ука­ занной закономерности, свойственной зоне окисления и отличается высокой и неравномерной зольностью угля. Органическая масса кизеловских углей устойчива к окислению бла­ годаря высокому содержанию таких весьма стойких петрографических микрокомпонентов, как лейптинит (споринит) и фюзинит. Поэтому окислению и растворению в минерализованных подземных водах скорееподдается минеральная часть угля, а не органическая, которая сравни­ тельно мало изменяет свою теплопроизводительность. Спекаемость в зоне окисления обычно понижена, но не настолько, как это имеет место в клареновых (витринитовых) углях других бассейнов. Это также объяс­ няется специфическими свойствами таких инертных к окислению состав­ ных частей угля, как споринит и фюзинит.

72

Направление промышленного использования кизеловских углей Кизеловские угли употребляются в коксовании (после обогащения), сжигаются в пылевидном состоянии на электростанциях и в топках сослоевым сжиганием. Для коксования в соответствии с техническими условиями (по ГОСТ 7429—55) могут использоваться угли технологических групп Ж18, Ж13 и Гб (с толщиной пластического слоя не менее 8 мм). Угли для коксо­ вания, поставляемые на углеобогатительные фабрики, должны иметь зольность не выше третьей группы, угли Ж18 допускаются к поставке с зольностью не более 26,5%. Нормы содержания серы в углях в связи С использованием кокса из кизеловских углей в основном в цветной: металлургии ГОСТом не установлены. В случае необходимости нормы содержания серы в углях, поставляемых для получения доменногококса, предусматриваются в ведомственных технических условиях для отдельных шахт бассейна. Для выжига кокса на Губахинский коксохимзавод направляется уголь со следующих шахт Кизеловского бассейна: им. Калинина (1,7%), Первомайской (16,1%), им. Володарского (20,7%), Комсомолец (4,7%), 6 Капитальная (27,2%), Усьва 1—2 (15,7%), им. Серова (8,0%) и им. Ленина (5,9%). Четыре шахты (6, им. Володарского, им. Ленина и им. Серова), расположенные в северной части Главной антиклинали и на ее замыка­ нии, дают более половины всего состава коксовой шихты (61,8%). Около 7з шихты (31,8%) поставляется шахтами южной половины бассейна — им. Первого Мая (поле 14) и Усьва № 1—2. Вследствие высокой сернистости, повышенной зольности и чрезмер­ ной плавкости кизеловские угли не дают удовлетворительного кокса. Поэтому к ним добавляется в среднем 20% от веса готовой коксовой шихты более тощих малосернистых и малозольных анжерских углей (марка ОС) Кузнецкого бассейна. В результате качество коксовой шихты несколько улучшается, хотя и остается невысоким: зольность шихты равна 11,0%, сернистость — 2,5%. Из этой шихты выход кокса получается в среднем 72,7% с влаж­ ностью кокса 4,2%, зольностью 15,8%, сернистостью 1,8% выходом лету­ чих 1,2% и остатком в барабане 306 кг.

74

Бассейны и месторождения палеозойского возраста Таблица 9 Состав коксовой шихты Губахинского коксохимического завода Доля участия углей в кок­ совой шихте, % Годы

1954 1955 1956 1957 1958 1959 (I квартал)

Кизеловские угли (концент­ рат)

79,1 80,5 80,2 80,4 80,4 80,0

Кузнецкие угли

20,9 19,5 19,8 19,6 19,6 20,0

Выход кокса из шихты, %

72,1 72,1 72,2 72,2 72,1 72,2

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Гидрогеологические условия Кизеловского бассейна хорошо изучены по данным длительной эксплуатации, детальной разведки и работ Специальной научно-исследовательской карстовой станции (1934— 1939 гг.). К настоящему времени достаточно хорошо известен режим подзем­ ных и поверхностных вод, изучены условия местного водоснабжения, уверенно прогнозируются ожидаемые притоки на осваиваемых место­ рождениях и новых горизонтах строящихся и действующих шахт. Тща­ тельно изучен очень характерный кизеловский карст и исследовано его влияние на условия разработки.

Основные водоносные горизонты В Кизеловском бассейне существует два четко разграниченных типа подземных вод, влияющих на обводненность месторождений: а) пластово-трещинные воды песчанистых пород угленосной толщи; б) карстовые воды перекрывающих угленосную толщу известняков визейского яруса, среднего и верхнего карбона. Подземные воды подстилающих турнейских отложений, а тем более воды девона, почти не участвуют в обводнении горных выработок, но служат вместе с водами карбона (кроме вод угленосной толщи) источ­ никами питьевого водоснабжения. Грунтовые воды широко распространенных четвертичных делюви­ ально-элювиальных рыхлых глинисто-обломочных отложений (наносов) представлены в основном так называемой «верховодкой». Режим этих вод непостоянен, он зависит от величины и сезонности осадков и поло­ жения в рельефе местности. По данным налива в шурфы, установлено, что коэффициент фильтрации в наносах колеблется от 0,08 до 0,3 м/сутки. В обводнении* горных выработок грунтовые воды не при­ нимают участия вследствие незначительности их запасов и низких филь­ трационных свойств наносов. В некоторых случаях при прохождении вертикальными шахтными стволами мощного слоя четвертичных отло­ жений (50 м) обводненность их представляла определенные трудности. Например, на коспашских шахтах 24-бис, 24—38 и 41 притоки в стволы при их проходке достигали нескольких десятков кубометров в час. Пластово-трещинные воды угленосной толщи оказывают непосред­ ственное и наиболее быстрое влияние на обводненность горных вырабо­ ток при вскрытии и эксплуатации месторождения.

Кизеловский каменноугольный бассейн

75

В соответствии со стратиграфическим подразделением угленосной толщи, в ней выделяются водоносные горизонты промежуточных песча­ никовых свит III, V и VII и угольсодержащих свит II, IV, VI и VIII. Однако вследствие невыдержанности свит, трещиноватости пород и на­ личия нарушений водоносные горизонты разных свит в большинстве случаев сообщаются. В связи с этим практически приходится иметь дело главным образом с одним наиболее водоносным напорным надугольным горизонтом верхних «кровельных» песчаников VII свиты. Менее водоно­ сен и нечетко выражен подугольный горизонт нижних песчаников V свиты, а иногда и горизонт более нижних свит III — II. Часто воды угленосной толщи обладают напором от нескольких метров до несколь­ ких десятков метров. Питание подземных вод угленосных отложений осуществляется в основном за счет притока из соседних преимущественно верхних стра­ тиграфических горизонтов. В меньшей степени угленосные отложения питаются за счет непосредственной инфильтрации атмосферных осадков, поскольку площадь выхода этих отложений на поверхность обычно не­ значительна по размерам. Исключение представляют некоторые шахт­ ные поля в широких замках пологих складок, например, Усьвинских шахт 1—2 и 3. Здесь зафиксировано несколько фонтанирующих скважин с дебитом при самоизливе до 28 д/сек. В тектонически напряженных участках (в замках складок и вблизи нарушений) водообильность угленосных отложений обычно увеличива­ ется в несколько раз. Удельный дебит суммарного водоносного горизонта всей угленосной толщи изменяется в очень широких пределах от 0,01 до 2,00 л/сек. В среднем по опытным откачкам из нескольких десятков скважин он равен около 0,3—1,0 м3/час (на 1 м понижения). Уровень этого водо­ носного горизонта находится в среднем на глубине 25 м, изменяясь от 0,8 м над дневной поверхностью (напорные воды) до глубины 87 м в зависимости от глубины залегания угленосной толщи, угла падения пород и положения скважины в рельефе местности. Раздельное опробование водоносных горизонтов опытными откач­ ками из скважин показало, что обводненность разных свит угленосной толщи бывает различна. Так, на шахте 41 удельный дебит самой верх­ ней части угленосной толщи (свиты IX и VIII) равняется 0,9 м3/час, а средней части угленосной толщи (свиты VII, VI и V) — 3,3 м3/час. В процессе углубления ствола шахты 41 имело место резкое увели­ чение притока при пересечении трещиноватых «кровельных» песчаников VII свиты до 190 м3/час по сравнению с 40 м3/час из вышележащих свит VIII—IX. Водоносность песчаников нижней части угленосной толщи (свиты V и III) значительно слабее водоносности «кровельных» песчаников. Наличие в этих свитах в некоторых случаях напорных вод с дебитом 2—6 л/сек объясняется либо местной тектонической нарушенностью, либо кратковременными прорывами небольших статистических запасов из низов угленосной толщи. Карстовые воды перекрывающих угленосную толщу известняков играют решающую роль в обводнении месторождений. Бассейн представляет огромную карстовую область, в которой около 80% всей площади сложено растворимыми известняками, при довольно расчлененном и дренированном рельефе с разностью отметок до 250 м. В условиях Кизеловского бассейна в выработке форм рельефа большую роль играет коррозия. Наиболее легко растворяется в воде самый чистый известняк с РгойисЫз 51г1а1и5 Р \ з с Ь верхней части визейского яруса, имеющий сред­

76

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

ний коэффициент закарстованности 8% (по керну скважин). Среднюю растворимость имеют известняки московского яруса среднего карбона, и известняки верхнего карбона с коэффициентом закарстованности около 6%, а также известняки средней части визейского яруса с коэф­ фициентом закарстованности 4%. Известняки, залегающие на границес угленосной толщей, почти не растворяются вследствие засорения орга­ ническим и глинистым материалом. Известняки других отделов палео­ зоя— пермские, девонские и турнейские — также подвержены выщелачи­ ванию в различной степени и все без исключения дают карстовые фор­ мы, хотя и менее четко выраженные. Наиболее эффективные проявления карста наблюдаются в пологозалегающих толщах известняка, например, в северном замыкании Главной антиклинали и на всем протяжении ее восточного крыла. Вследствие литологической неоднородности известняков и неравно­ мерной трещиноватости в сочетании с различными тектоническим и гип­ сометрическим положениями слоев карстовый процесс в бассейне при­ водит к образованию неправильной сети более или менее вертикальных каналов или трубок (разработанные трещины), пронизывающих массив породы до глубины от нескольких метров до многих десятков и сотен метров от поверхности. Смена вертикального движения инфильтрирую­ щейся воды на горизонтальное движение к дренажным зонам развивает карстовый процесс, соединяет отдельные каналы и приводит к появле­ нию изометрических пустот, каверн, полостей, частично или полностью заполненных водой и остаточными тонкозернистыми продуктами раство­ рения известняков-— глиной и песком (местное название «алакша»). На поверхности кизеловский карст проявляется в виде воронок, кот­ ловин, суходолов и провальных уступов. Соединяясь с подземными пустотами сложной системой ходов, эти поверхностные карстовые углуб­ ления в рельефе дают начало пещерам, встречающимся в Кизеле до­ вольно часто. Воронки представляют собой наиболее типичное и наглядное про­ явление карста. Они имеют разные формы — от плоских блюдцеобраз­ ных до конусообразных со скалистыми бортами и колодцеобразных с отвесными стенками. Диаметр воронок от нескольких метров до 50 м, глубина от едва уловимых глазом депрессий до 25 м. Дно воронок при­ крыто смесью грубообломочных пород или имеет расселины и ниши в глыбах известняка, нередко ведущие в глубокие пещеры, отчего во­ ронки обычно сухие. В некоторых воронках исчезают речки, например: Самовольная, Губашка, ручьи в вершине Ладейного лога, рч. Нырок и др. В паводки во многих воронках временно накапливается вода, что указывает либо на недостаточную пропускную способность подземного лабиринта для больших водяных масс, либо на заиленность трещин. Некоторые заиленные воронки постоянно заполнены водой и дают начало источникам при переливании ее через край, например в истоках р. Сухой Абли. В среднем на площади 1 км2 насчитывается до 20 воро­ нок, а в известняках С2 и С; соответственно по 50 и 80 воронок. Общее число воронок в бассейне составляет много десятков тысяч. Цепи и груп­ пы воронок следуют вдоль господствующего в бассейне меридиональ­ ного простирания пород. Из многочисленных проявлений карста в виде цепей воронок можно назвать, например, линии воронок над визейскими известняками на восточном крыле Главной антиклинали восточнее ж.-д. ст. Нагорная на Белом Спое. Правильная ориентировка расположения воронок наблюдается также в лежачем и висячем боках угленосной толщи на ее контактах с турнейскими и визейскими известняками. Такая приуроченность воро­

Кизеловский каменноугольный бассейн

77

нок к литологическим границам объясняется как условиями циркуляции подземных вод вблизи водоупорных слоев этой толщи, так и агрессивно­ стью вод этой толщи благодаря повышенному содержанию свободной серной кислоты. Это же явление растворения известняков кислотными водами угленосной толщи лежит и в основе метасоматического заме­ щения известняка бурым железняком, месторождения которого широко известны в бассейне именно вблизи угленосной толщи. Котловины или карстовые впадины площадью в несколько квад­ ратных километров являются гигантскими плоскими воронками, в кото­ рые стекает по нескольку речек без выхода их (в рельефе) в соседние долины. Такова, например, котловина на юге западной половины Косьвинской синклинали (западнее Гореловской антиклинали). Суходолы, или сухие речные русла, встречаются во многих долинах, проложенных в известняках. Например, долина реч. Губашки, погло­ щаемой около дер. Старой Половинки, представляет суходол с цепью воронок в тальвеге и по бортам. Только в 8 и южнее реч. Губашки снова выходит на поверхность мощным бурлящим двойным источником на берегу р. Косьвы выше ж.-д. ст. Верхняя Губаха. Подобный характер имеют долины Свиного лога (Усьва), Ладейного лога (Косьва) и др. Провальные уступы представляют собой круто обрывающиеся на пологом склоне борта соединяющихся удлиненных провальных воронок, приуроченных к бокам суходолов (реч. Губашка, Ладейный лог и др.). На площади Кизеловского бассейна имеется 17 описанных пещер и много непроверенных указаний на нахождение пещер в районах рек Усьвы, Косьвы, Луньвы. Некоторые пещеры известны еще с XVIII века. Например, на реках Чикмане и Чаньве пещеры были посещены акад. Лепихиным в 1730 и 1771 гг. Наиболее известна и легче других доступна для посещения кизеловская пещера, расположенная в 4 о севернее г. Кизела, в северо-восточной части замка Главной антиклинали. Пещера открыта в 1850 г. при дорожных изысканиях. По данным маркшейдерской съемки, проведенной Грамматчиковым в 1909 г., и дополнительного обследования П. С. Шеина и Н. П. Емшанова в 1927—1937 гг., кизеловская пещера имеет длину около 150 м. Суммарная длина ее причудливых изгибов, ответвлений и параллельных ходов составляет не менее 300 м при ширине и высоте ходов и гротов ют 1 до 20 м. Пещера имеет три таких яруса, расположенных в 40-метро­ вой толще визейских известняков алексинского горизонта (С 12Аа, по И. И. Горскому). Объем всех полостей равняется примерно 50 тыс. мг. Начало и середина пещеры сухие, а в дальних гротах держится вода, так как вся пещера имеет небольшое погружение от устья в глубину в соответствии с падением всей толщи известняков на северо-запад под углом около 10°. Пещеры являются самым сильным проявлением подземного карста в наиболее приподнятых местах кизеловского рельефа. С глубиной сте­ пень закарстованности убывает. Однако кизеловский карст распростра­ няется на очень большую глубину, как это доказано керном из глубоких скважин. Наиболее обычная глубина, до которой замечается закарстованность известняков, 400—500 м от поверхности или 200—300 м ниже уровня главных рек бассейна, представляющих местный современный базис эрозии. В скважине, пробуренной на поле 15 (северное замыкание Главной антиклинали), средний коэффициент закарстованности извест­ няков визейского яруса на глубине 754—878 м оказался равным 4,9%, в в скважине 921 средний коэффициент закарстованности известняков среднего карбона на глубине 400—476 м — 1,4%. Влияние карста как поверхностного, так и подземного на режим и химизм подземных вод исключительно велико и соответственно отра­

78

Кизеловский каменноугольный бассейн

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

жается на условиях строительства шахт и эксплуатации месторождения, а также на устойчивости промышленных сооружений. Так, проходящее в районе карстовых воронок железнодорожное полотно на участке Усьва — Баская было в некоторых местах перенесено вследствие постоян­ ного оседания. Но особенно велико вредное влияние кизеловского карста на усло­ вия проходки шахтных стволов и на отработку угля под карстами. При проходке ствола шахты 1 Капитальная им. Ленина через карстовую пустоту было спущено для ее заполнения и прекращения притока воды около 1200 ж3 глины, 500 ж3 цемента и много жидкого стекла. В неко­ торых тампонажных скважинах, бурившихся в стволе на глубине 55— 92 ж для нагнетания глины и цемента в карстовые пустоты, давление столба воды достигало 10 атм с притоком до 300 м3/час, а фонтан воды бил на высоту до 12 ж и выдавливал буровой инструмент из скважины. Скиповой ствол шахты 6 Капитальная удалось пройти благодаря предварительному спуску визейских карстовых вод через две специаль­ ные скважины на нижележащий эксплуатационный горизонт, подготов­ ленный из соседней шахты им. Володарского. Скважины эти были про­ бурены из забоя скипового ствола вниз на 40—50 ж навстречу сбоеч­ ному гезенку, идущему снизу вверх. В течение полугодовой эксплуата­ ции этих скважин (с ноября 1944 по май 1945 г.) через них проходило в нижележащие горные выработки в среднем 350 м3/час воды. Всего было спущено из визейских карстовых полостей около 1,5 млн. ж3 воды. Вследствие сложных гидрогеологических условий проходки верти­ кальных шахтных стволов сквозь перекрывающие закарстованные изве­ стняки вскрытие большинства шахтных полей осуществлено в бассейне следующими способами. 1. Наклонными по угольному пласту стволами. Например, крупные старые шахты: Центральная, им. Урицкого, им. Калинина, разработав­ шие по падению фронт более 1 км, а также целый ряд средних и мелких шахт: коспашские, гремячинские, им. Серова и др. 2. Вертикальными стволами, пройденными на сравнительно неболь­ шую глубину порядка 150—300 ж, минуя известняки или с небольшим захватом известняков, с последующим вскрытием нижних горизонтов, уклонами — например, крупные шахты им. Ленина, 33 Капитальная, 76 Капитальная, Рудничная и др. 3. Сравнительно неглубокими вертикальными стволами порядка 200—300 ж с последующим углублением снизу вверх, проходкой встреч­ ного ствола из нижерасположенных горных выработок на сбойку с имею­ щимся стволом, например, крупные шахты 6 Капитальная и 2 Капи­ тальная. Влияние карстовых вод на процесс отработки угольных месторож­ дений под известняками значительно меньше, чем при проходке верти­ кальных стволов шахт, что объясняется тремя главными причинами: 1) наличием водоупорных глинистых слоев мощностью в десятки метров в кровле угленосной толщи (VIII и IX) ; 2) небольшой суммарной мощ­ ностью и малым числом отрабатываемых пластов, дающих сравнительно небольшие размеры обрушений выработанных пространств, и 3) мед­ ленным развитием первой фазы обрушения вверх по разрезу вследствие высокой крепости пород. По наблюдениям за притоками воды, их химическим составом и сдвижением дневной поверхности установлено, что обрушения вырабо­ танных пространств доходят до кровли угленосной толщи через 1— . 6 месяцев после начала очистных работ. После этого угленосная толща перестает играть роль «буфера» для карстовых вод, а примерно через девять месяцев обрушением затрагивается самый нижний горизонт;

79

С[2Аа визейских известняков. Медленная фаза смещения пород и малых притоков воды после девяти месяцев переходит в ускоренный процесс смещения с расколами и внезапными появлениями карстовых вод с двух­ четырехкратным увеличением притока, например с 60 до 250 м3/час на шахте 1 Капитальная им. Ленина в 1935—1936 гг. Этот кратковремен­ ный период сменяется вскоре снова плавным и медленным нарастанием притоков за счет равномерного поступления карстовых вод. Например, в шахтах Центральная, им. Урицкого, Калинина и 33 Капитальная, разрабатывающих пласты угля под визейскими и среднекарбоновыми известняками, среднегодовые притоки воды нарастали довольно равно­ мерно (табл. 10). Т а б л и ц а 10 Среднегодовые притоки воды в наиболее глубокие шахты Кизеловского бассейна Приток воды в мг1час по годам Шахта

Шахта 6 Капиталь­ ная ................... Шахта им. Ленина Шахта 33 Капи­ тальная . . . . Шахта 2 Капи­ тальная . . . . Шахта Централь­ ная ................... Шахта им. Уриц­ кого ................... Шахта им. Круп­ ской ................... Шахта им. Кали­ нина . . . . . . Шахта 76 Гремячинская . . . .

1949

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1720 1100

1760 1005

1505 913

1810 914

1929 782

1944 949

2204 972

2006 787

1897 950

1921 1175

217

222

251

417

548

504

680

780

706

815

775

650

751

771

1012

958

961

863

905

1028

209

252

269

377

441

427

568

600

632

589

491

549

583

599

583

603

464

310

359

371

174

171

139

136

147

264

216

236

258

261

512

594

620

597

597

583

600

646

584

480

32

66

57

70

100

185

142

171

197

199

В соседней шахте им. Серова, имеющей меньший фронт работ по падению, притоки воды ежегодно оставались незначительными (50— 70 м3/час), поскольку зоны обрушения в то время еще не захватили водоносный визейский ярус С[2В. Однако в связи с тем, что теперь дренирована вся Косьвинская синклиналь в районе шахты им. Серова работами соседних шахт Цен­ тральная и им. Урицкого, притоки в шахту им. Серова не возрастают, хотя фронт горных работ подошел под визейские известняки. Максимальные и минимальные среднемесячные притоки в шахты изменяются в 1,5—3 раза, что свидетельствует о непосредственной связи количества поступающей в шахту воды с сезонными осадками. В отдельных случаях на старых дренированных шахтах подработка карстов и даже рек не сказывается или слабо сказывается на повыше­ нии водопритока в шахту. Так, после отработки в 1952 г. шахтой им. Ленина участка к северозападу от ствола на глубине около 400 ж по пласту 13 под закарстованными визейскими известняками и р. Кизелом общие притоки воды в шахту почти не увеличились. В 1957—1958 гг. спустя 6 лет после подработки реки появилась слабая тенденция к возрастанию притока. Другой случай многолетней подработки закарстованной долины р. Косьвы шахтой им. Крупской при отсутствии существенного повыше­

80

Бассейны, и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

ния общего притока воды в эту шахту подтверждает надежность изоля­ ции угольных пластов от проникновения к ним поверхностных и карсто­ вых вод. Однако при встрече подготовительными и особенно очистными горными выработками тектонических нарушений, соединяющих карсто­ вые полости с кровлей угленосной толщи, притоки воды в горные выра­ ботки могут катастрофически возрасти. Среди мощных карбонатных отложений надугольной толщи пачка глинисто-мергелистых пород московского яруса среднего карбона явля­ ется хорошим водонепроницаемым слоем, разделяющим водоносный горизонт визейского яруса от водоносных горизонтов вышележащих отложений карбона. Это положение подтверждается данными бурения многочисленных скважин в Кизеловском районе. Притоки воды в шахты. Большая группа шахт с небольшими при­ токами от 30 до 200 м3/час представлена в основном или мелкими шах­ тами, или шахтами с малым фронтом горных работ, или разрабаты­ вающими пока крыло синклинали без захвата зоной обрушения выше­ лежащих визейских известняков, или, наконец, шахтами, работающими в дренированных зонах. К зтой группе относятся, например, шахты 3/4, 26-бис, им. Серова, Рудничная и многие другие — всего 24 шахты. Небольшое число шахт (9) имеют средние притоки от 200 до 500 м3/час. Это в основном старые крупные шахты, работающие на боль­ шой глубине под визейскими известняками, частично дренированными (им. Урицкого, Калинина и Крупской), или сравнительно молодые шах­ ты центральной части Коспашской синклинали (24-бис, 24—38, 41, 44) и ее крыльев (39 и 42). Исключительно высокие притоки от 500 до 2000 м3/час имеют круп­ нейшие по фронту работ и глубине разработки (под известняками) пять шахт бассейна — 6, им. Ленина, 2, 33 и Центральная. В 1958 г. всеми 38 шахтами бассейна откачивалось в среднем 9,5 тыс. м3/час воды. Из них 5 тыс. м3/час откачивалось пятью выше­ названными шахтами, 2 тыс. м3/час — девятью шахтами (Коспашские 24-бис, 24—38, 41, 44, 39, 42, им. Урицкого, Калинина, Центральная) и 2,5 тыс. м3/час — всеми остальными 24 шахтами бассейна. Шахты Кизеловского бассейна отличаются высоким коэффициентом водообильности, равным в среднем 6,8 м3 откачиваемой воды на 1 г добываемого угля. Притоки воды в шахтные стволы во время их проходки достигали 40 м3/час на Гремячинских шахтах 62 и 65 и 190 м3/час на шахте Кос­ пашской 41. В стволы шахты 6 Капитальная при их проходке по визейским известнякам притоки воды достигали 350 м3/час. В тех случаях, когда шахтное поле вскрывается, минуя визейские известняки, притоки в вертикальные стволы составляют 5—15 м3/час (шахты Коспашская 33-бис, Владимирская 1 и не превышают 35 м3/час (шахта Гремячинская 76 Капитальная).

Химизм и качество подземных вод

Источники водоснабжения Водоснабжение городов и поселков Кизеловского бассейна осуще­ ствляется из главных рек бассейна и каптажом подземных вод скважи­ нами, причем способ водоснабжения из скважин всегда играл важную роль. В настоящее время в бассейне эксплуатируется 15 скважин глуби­ ной 100—200 м, дающих вместе около 900 м3/сутки питьевой воды. Около 2/3 общего дебйта дают скважины из известняков визейского и турнейЬкого ярусов и частично из среднего карбона, а более Уз дебита полу­ чается из известняков верхнего и частично среднего девона.

81

Карстовые воды, циркулирующие в отложениях надугольной толщи (отложения нижнего, среднего и верхнего карбона), по химическому составу сравнительно однообразны. Это обычно чистые, прозрачные при­ ятные на вкус воды с температурой от 4 до 7° С. По составу они отно­ сятся к щелочным (рН 7,1—7,5) умеренно минерализованным водам с величиной сухого плотного остатка от 100 до 300 мг/л. Общая жест­ кость колеблется от 2,50 до 5,35 мг-экв, карбонатная — от 1,43 до 3,21 мг-экв. Характерно преобладание бикарбонатных солей Са и М^. По типу минерализации воды относятся к гидрокарбонатно-кальциевым. Подземные воды подугольной толщи (девонских и турнейских отло­ жений) характеризуются минерализацией, достигающей 150—350 мг/л, и высокой карбонатной жесткостью (2,42—3,14 мг-экв). В минерализа­ ции основную роль играют соли Са и М§. Особенностью этих вод на некоторых участках является наличие сероводорода (до 0,54 мг/л), сви­ детельствующее о битуминозности известняков. Воды турнейских и де­ вонских отложений относятся к щелочным и пригодны к использованию для питьевых и технических целей. Воды угленосной толщи сходны с турнейскими и отличаются от них несколько повышенной минерализацией (сухой плотный остаток 220— 495 мг/л), главным образом за счет сернокислых соединений железа. Общая жесткость этих вод повышенная (4,53—13,05 мг-экв), карбонат­ ная несколько пониженная (до 1,43—2,67 мг-экв). Воды четвертичных отложений имеют небольшую жесткость (0,11—0,53 мг-экв), небольшое количество растворенных солей и почти не содержат С1 и 3 0 4. В бактериологическом отношении подземные воды надугольной и подугольной толщ отвечают требованиям ГОСТа, предъявляемым к питьевым водам. Вследствие особенностей питания, в весенние и осен­ ние периоды года отмечается некоторое загрязнение карстовых вод, поэтому использование их для питьевых целей возможно с применением биологической очистки. Поступающие в шахту подземные воды являются щелочными или нейтральными, умеренно минерализованными водами. Проходя по выработанному пространству и горным выработкам шахт, воды обогащаются сернокислыми соединениями и становятся кислыми. Неся с собой кислород, эти воды способствуют окислению пирита в углях. Обогащаясь серной кислотой, они становятся химически активными коррозионными растворами с содержанием свободной серной кислоты до 12 г на 1 л. Такая кислотная вода оказывает сильное разъе­ дающее действие на металл шахтного оборудования, она непригодна ни для орошения полей, ни для технических целей. Концентрация серно­ кислых солей и свободной серной кислоты в шахтной воде зависит от величины притока воды и площади выработанного пространства, а также от путей следования воды до общешахтного водосборника. Однако при работах на небольшой глубине воды, поступающие в небольшом количестве, являются значительно минерализованными с сухим остатком от 0,8 до 6 г/л и содержанием до 200—300 мг/л, иногда 4000 мг/л Н23 0 4 (рН 2,8). Воды обычно жесткие, имеют буроватый цвет с ясными признаками гидроокиси железа. С углублением горных работ под закарстованные визейские отло­ жения и поступлением обильных притоков щелочных карстовых вод кислотность в водосборниках уменьшается до нейтральной, а иногда и щелочной реакции. Так, в глубоких шахтах им. Ленина и 6 Капиталь6

Зяк. 638

82

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

ная воды являются слабокислыми или нейтральными с рН 5—7 и содер­ жат обычно небольшое количество свободной серной кислоты. Изменение физико-химического состава шахтных вод наблюдается также в связи с сезонными колебаниями шахтных притоков. Содержа­ ние серной кислоты увеличивается весной в результате поступления паводковых вод. В эти периоды шахтные воды имеют кислую реакцию даже там, где при нормальном притоке являются нейтральными или щелочными.

системе разработки мощных пластов вносят дополнительные осложне­ ния в эксплуатацию месторождений. В шахтах бассейна нередки случаи внезапных разрушительных гор­ ных ударов, т. е. «взрывов» целиков угля, перенапряженного в зонах повышенного горного давления вблизи стенок выработок. Очень креп­ кие вмещающие песчаники, высокая крепость угля, а также значитель­ ная глубина разработки способствуют проявлению горных ударов. Удары происходят в пластах 13 и 11 и сопровождаются выбросами глыб, кусков и пыли угля в выработки, поломкой крепи и завалом выработок углем и породой на протяжении до 250 м, иногда землетря­ сением в радиусе до 5 о с характерным колебанием почвы, качанием предметов, образованием трещин в дымовых трубах и другими сейсми­ ческими явлениями. Горные удары возникали на шахтах им. Урицкого на глубине 480—570 м (иногда 260 м), им. Калинина — 300 м и более, 2 Капитальная — 480—570 м, им. Первого Мая — 200—260 м, 6 Капи­ тальная—-400 м, им. Володарского — 220—250 м. Свойство упругости как следствие высокой крепости пород и угля при их неспособности давать пластические деформации считается важнейшим условием про­ исхождения горных ударов.

ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Горнотехнические условия вскрытия и эксплуатации кизеловских месторождений сложны вследствие высокой крепости вмещающих пород и угля, больших притоков воды из подрабатываемых карстов, кислот­ ности шахтных вод, горных ударов, выделения нефтепродуктов и метана, силикозоопасности работ и самовозгорания угля. Все эти факторы еще больше осложняют ведение горных работ в условиях большой глубины разработок. В бассейне работает 38 шахт (объединенных в настоящее время в 22 административных единицы) с общей годовой добычей 12 млн. т. (за 1962 г.). Из них семь основных и наиболее крупных шахт дают 83,6% общей добычи угля в бассейне, а остальные 28 средних и мелких шахт— 16,4%. Около 70% шахт находится в эксплуатации 10—20 лет, а крупные шахты — по нескольку десятков лет: например, шахты им. Ле­ нина и им. Крупской — более 50 лет, а им. Володарского — более 100 лет. Старые шахты подвергались многократным частичным и пол­ ным реконструкциям. Половина шахтных полей вскрыта наклонными стволами. Штоль­ нями и уклонами вскрыто 4 поля, остальные 12 — вертикальными ство­ лами. Штольневые запасы угля в бассейне давно выработаны. Наибольшая вертикальная глубина разработки достигла 950 ж, а в среднем по бассейну 450 ж. На некоторых шахтах глубина верти­ кальных стволов равна 750 ж (шахта 2 Капитальная), длина наклонных стволов— 1200 ж. В шахте им. Урицкого длина наклонных ступенчатых стволов до 9 горизонта составляет около 2500 ж. На наиболее крупных шахтах: 6 Капитальная, им. Ленина, 2 Капитальная, им. Крупской, Центральная, им. Урицкого и им. Калинина — работы ведутся на глу­ бине 650—950 ж. С глубины 200—300 ж добывается около 50% угля, а остальные 50% — с глубины от 300 до 950 ж. Малое количество рабочих пластов (1—3) и небольшая длина шахт­ ных полей по простиранию (2—5 км) требуют постоянной углубки шахт, поскольку эксплуатационный горизонт отрабатывается в течение 3—4 лет, т. е. за тот же период времени, который требуется на его строительство. Вмещающие угольный пласт породы представлены в большинстве случаев, весьма крепкими кварцевыми песчаниками ( V I I I —V I I катего­ рий), реже аргиллитами. По данным Уральского филиала ВНИМИ, образцы песчаника из кровли пласта 11 показали большое сопротивле­ ние сжатию — от 1300 до 2250 кг/см2 для направления по напласто­ ванию. По буримости шпуров бассейн является одним из наиболее сложных в СССР. Бурение в проходческом цикле занимает в среднем 70% рабо­ чего времени. Нередко на крепкие угли налегают слабые породы непо­ средственно «ложной» кровли в виде мягкого прослоя, называемого примазкой, осложняющего поддержание кровли и засоряющего добы­ ваемый уголь. Плохая слеживаемость и зависание пород при слоевой

83

Газоносность, пылеопасность, геотермические условия, силикозоопасность и самовозгораемость угля Из 38 шахт бассейна 11 опасны по газу и выбросам угля, причем все они расположены на Главной антиклинали и являются наиболее глубокими. Шахта 6 Капитальная (сверхкатегорная) имеет газообильность свыше 15 ж3 метана на 1 т среднесуточной добычи с явлениями выброса угля. Шахта 2 Капитальная относится ко II категории с отно­ сительной газообильностью 5—10 м3. Шахты им. Ленина, им. Володар­ ского, им. Урицкого, Центральная, 4 «Октябренок», 5, 13, им. Калинина и им. Крупской относятся к I категории (до 5 ж3). В некоторых шахтах иногда наблюдаются вспышки и выгорания метана, скапливающегося в куполах выработанного пространства, осо­ бенно в момент посадки и обрушения кровли. При этом продукты горе­ ния метана и выбросы огня распространяются на рабочую часть лавы и в ближайшие горные выработки. Горение метана сопровождается рез­ кими толчками и сильным пылеобразованием с потерей видимости на 5—10 минут. Чаще всего вспышки и выгорания метана наблюдались в шахтах 6 Капитальная и 2 Капитальная в пласте 13 как на пологом (12°), так и на крутом (55°) крыльях. Вследствие чрезвычайно слабой угленасыщенности кизеловской угленосной толщи происхождение метана связывается не только с углем, но и с нефтепроявлениями во вмещающей осадочной толще. Скопления твердых битумов и жидкой нефти известны, например, в шахте 2. При проходке стволов этой шахты в турнейском ярусе на глубине 362 м в сентябре 1936 г. нефть фонтанировала на высоту до 6 ж из шпура глу­ биной 2 ж. Местами из стенок горных выработок шахты 2, преимущест­ венно квершлагов, вскрывающих междупластья и кровлю угольных пла­ стов, наблюдается просачивание нефти, которая стекает в канаву и покрывает воду слоем до 2 см. Нефтепроявления встречались также и в шахтах 1 и 6. По данным В. А. Сидорова, сорбционная способность кизеловских углей составляет 1,0—1,4 мл на 1 г по сравнению с 4,0—6,6 мл на 1 г егоршинских углей при /=30° и Р= 1 агж. За исключением нижних этажей шахт 1, 2 и 6, расположенных в метановой зоне, разработкаугольных пластов почти во всех газообильных шахтах производится пока 6*

84

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

в пределах смешанной азотно-метановой зоны. Поля шахт 6, 1 и отча­ сти 2 (южное крыло) на западном крыле Главной антиклинали наибо­ лее газоносны. Менее газоносны пласты в шахтах 4 и им. Крупской, л также в шахтах, расположенных на восточном крыле антиклинали (Центральная, им. Урицкого, им. Калинина) и в шахте им. Чкалова. Первые газовыделения наблюдались на глубинах 270, 300, 350 и 430 м в шахтах 2, 1,6, им. Крупской, 420 м — в шахте им. Урицкого и 500 м — в шахте им. Калинина. Ступень метанообильности для шахт 6, 2 и 1 выражается примерно в 55—60 м?. На глубине 1200— 1500 м газообильяость может достигать 20—-30 мА на 1 г суточной добычи. Все шахты условно считаются опасными по пыли в связи с тем, что пыль кизеловскнх углей, содержащих много летучих веществ (в сред­ нем 42%), является взрывоопасной. Однако содержание угольной пыли в воздухе кизеловскнх шахт невелико. Это объясняется несколькими причинами: высокой крепостью и вязкостью угля, большой влажностью горных выработок, сравнительно небольшой действующей линией забоев при слабой угленасыщенности месторождения. Преобладающий кварцевый состав промежуточных песчаниковых свит, разделяющих угольные пласты, высокое содержание свободной кремнекислоты в непосредственно налегающих и подстилающих пласты песчаниковых и алевролиговых породах, в которых кварцевая пыль составляет не менее 50% (величина зерна 0,1—0,01 лш), перегружен­ ность кварцевой песчано-алевритовой тонкозернистой минеральной фракцией самого угля — все это ведет к засорению воздуха горных выработок силикозной пылью, нередко достигающей повышенной кон­ центрации в результате бурения шпуров, разрыхления пород и угля в процессе ведения взрывных и горных работ. Геотермический градиент в бассейне невелик и, по данным глубо­ ких буровых скважин, изменяется от 1 до 1,6°, а геотермическая ступень соответственно от 100 до 63 м. Следовательно, тепловой режим на глу­ боких горизонтах шахт будет относительно благоприятным (около 25° на глубине 1500 м).

Влияние карста Х о р о ш о р азв и ты й к а р ст о б у с л о в и л н а к о п л ен и е б о л ь ш и х за п а с о в п о д зем н ы х в од в п ерекры ваю щ и х угл ен осн ую то л щ у и звестн я к ах. К ак сл ед ст в и е этого, л еж а щ а я н еп оср едств ен н о н ад р абочи м и пл астам и св и т а тр ещ и н оваты х «к р овел ьн ы х» п есчан ик ов т а к ж е х а р а к т е р и зу е т ся в ы сок ой в о д о о б и л ь н о ст ь ю на о т д ел ь н ы х го р и зо н т а х . П р и р а б о т е с о б р у ­ ш ен и ем к р ов л и к ар ст ов ы е воды и зв естн я к ов и воды п есчан и к ов у г л е ­ н осн ой тол щ и п ол уч аю т д о ст у п в горн ы е вы работки . П о эт о м у притоки п о д зем н ы х в о д вел и к и , о с о б е н н о на к р уп н ы х ш а х т а х , г д е он и равн ы 1 0 0 0 — 2 0 0 0 м3/час. В р е з у л ь т а т е в о з н и к а ю т б о л ь ш и е о б ъ е м ы р а б о т п р и п о д го т о в к е новы х гор и зон тов, о сл о ж н ен и я при эк сп л у а та ц и и и о со б ен н о п р и п р о х о ж д е н и и в ск р ы в аю щ и х в ы р а б о то к — ствол ов.

ЗАПАСЫ УГЛЯ Г еол оги ч еск и е за п а сы угл я К и зел ов ск ого бассей н а , п одсчи танн ы е в 1 9 5 5 г ., о п р е д е л е н ы в 1 ,0 6 5 м л р д , т в с о о т в е т с т в и и с т р е б о в а н и я м и к о н д и ц и й д л я п о д с ч е т а б а л а н с о в ы х з а п а с о в , у с т а н о в л е н н ы х в 1 9 5 2 г. для бассейн а б. М и ни стерством угольн ой пром ы ш лен ности СССР в п л а с т а х м о щ н о с т ь ю б о л е е 0 ,6 м н а п о л о г о м и н а к л о н н о м з а л е г а н и я х л б о л е е 0 ,4 5 м н а к р у т о м з а л е г а н и и п р и з о л ь н о с т и ( А с) у г л е й , н е .п р е в ы ш а ю щ е й 4 5 % .

85

Кизеловский каменноугольный бассейн

Распределение подсчитанных запасов по степени достоверности и, глубинам залегания приведено в табл. 11. Т а б л и ц а 11 Общие геологические запасы угля Кизеловского бассейна по состоянию на 1/1 1955 г. (млн. г) Горизонт подсчета, м

0—300 300-600 600—1200 1200-1800 Всего: . . . В том числе: Кизеловский район Чусовской район .

Действитель­ ные (А + В + С])

Вероятные

(С.)

Возможные (прогноз­ ные)

285 152 166 11

12 34 192 80

23 15 74 21

614

318

133

613 1

317 1

103 30

У т в е р ж д е н н ы м и в 1 9 6 0 г. к о н д и ц и я м и п р е д у с м о т р е н о , ч т о к б а л а н ­ со в ы м о т н о с я т с я з а п а с ы в п л а с т а х с у г л я м и , п р и г о д н ы м и д л я к о к с о в а ­ н и я , м о щ н о с т ь ю , п р е в ы ш а ю щ е й 0 ,6 м и з о л ь н о с т ь ю ( А с ) м е н е е 3 5 % , а в п л а ст а х с угл ям и , п р и годн ы м и тольк о д л я эн ер гети ч еск ого и сп ол ь­ з о в а н и я , с о о т в е т с т в е н н о 0 ,7 м и 4 5 % . Д л я п о д с ч е т а з а б а л а н с о в ы х з а п а с о в н а и м е н ь ш и й п р е д е л м о щ н о с т и п л а с т о в у с т а н о в л е н в 0 ,5 м, а н а и в ы сш и й п р е д е л з о л ь н о с т и в 5 0 % . П ер есч ет за п а со в угл ей в б а ссей н е с уч етом новы х кондиций п р о ­ и зв ед ен в н астоя щ ее врем я лиш ь по отдельны м м естор ож ден и я м и у ч а ­ с т к а м . П о э т о м у п р и в о д и м о е в т а б л . 12 р а с п р е д е л е н и е з а п а с о в п о м е е т о -

Таблица 12 Распределение запасов углей Кизеловского бассейна по месторождениям на 1/1 1965 г. (млн. т) Категория запасов Месторождение АЧ-В-ЪС| са Кизеловский район (всего) ....................... В том числе: Главная Кизеловская антиклиналь . . . Коспашское........................................ Косьвинское ........................................ Гремячинское..................................... Владимирское ..................................... Усьвинское ........................................ Рудничное ............................................ Белоспойское ..................................... Луньевское ......................................... Нагорнинское ........................... . . . Шумйхинское..................................... Восточно-Гремячинское ........................ Мальцевская антиклиналь ................. Косогорская синклиналь .................... Чусовской район (в с е г о )........................... В том числе: Скальнинское ...................................... Обманковское ...................................... Косореченское ...................................... Ит о г о по Кизеловскому бассейну . .

536,0

43,8

206,6 82,4 110,2 33,9 6,1 36,5 2,4 1,7 8,3 3,3 28,0 3,2 10,0 2,9 66,4

18,9 1,9 0,1 — 0,1 3,5 — — 0,7 —

40,3 11,0 15,4

19,4 0,8 3,8

602,4

—

0,4 11,1 7,2 24,0

I

67,9

86

Кизеловский каменноугольный бассейн

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

рождениям и пластам по степени промышленного освоения (состояние на 1/1 1965 г.) является несколько условным, так как в нем участвуют цифры запасов, соответствующие требованиям кондиций 1952 и 1960 гг. Это распределение дано только для групп действительных и вероятных запасов и отражает изменения в запасах с учетом результатов разведки и эксплуатации за период с 1955 по 1962 г. Основными месторождениями бассейна являются Главная Кизеловская антиклиналь, К'оспашское, Косьвинское, Усьвинское и Гремячинское, в которых содержится 88% разведанных запасов Кизеловского района и 77% запасов всего Кизеловского бассейна. Распределение запасов углей бассейна по марочному составу при­ ведено в табл. 13. Таблица Р а сп р ед ел ен и е

за п а со в

у гл ей

13

Кизе-

Таблица Р а сп р е д ел е н и е

за п а со в

К и зел о в ск о го

б а ссей н а

87

14

углей

Р а сп р ед ел ен и е за п а со в у гл ей

бассей н а п о степ ен и пр ом ы ш л ен н ого

по

(м лн . т)

о св о ен и я

пл астам (м лн. т) Категория запасов

Категория запасов

Пласт А + В + С,

Шахта, участок

13 11 9 5 П рочие лласты

226 186 79 38 7

А 4- В -{-Сх

с„

К и зел ов ск и й рай он 12 23 4 5 —

Т а б л и ц а 15 К и зел о в ск о го

Д е й с т в у ю щ и е ш ахты С т р о я щ и ес я ш ахты . Р езер в для н о в о г о с т р о и т ел ь ст в а . . П р о ч и е у ч а ст к и . .

2 7 4 ,5 2 7 ,3 181,5 1 18,9

С,

9 ,5 —

17,9 40,5

л ов ск ого б ассей н а п о м ар очн ом у со ст а в у (м лн. г)

Ч усов ской райе>н

Категория запасов 13

66

24

Марка углей А+В-ЬС)

С8

Таблица

16

П ер еч ен ь р езер в н ы х у ч астк ов д л я н о в о г о ш ах тн о го Ж 18 Ж 13 Гб

4,0 2 92,2 3 06,6

2 7 ,9 4 0 ,0

И т о го .

6 0 2 ,4

6 7 ,9

стр ои тел ьств а в К и зел о в ск о м б а ссей н е п о со ст о я н и ю

Угли технологической группы Гб в основном приурочены к Гремячинскому месторождению, южной части Коспашского месторождения и Главной антиклинали и к месторождениям Чусовского района. В се­ верных частях Коспашского месторождения и Главной антиклинали на участке Косьвинском распространены угли группы Ж13, на север­ ном замыкании Главной антиклинали (поле шахты 6 Капитальная) — угли группы Ж18. Основные запасы углей бассейна приурочены к пластам 13, 11, 9 и 5 (табл. 14). Промышленная освоенность запасов углей бассейна высокая: 47,5% запасов находится в пределах горных отводов действующих и строя­ щихся шахт (табл. 15). Резерв для нового шахтного строительства ограничен и исчерпы­ вается несколькими участками в пределах Главной антиклинали, Кос­ пашского, Косьвинского, Косореченского и Обманковского месторож­ дений (табл. 16). Все эти резервные участки характеризуются большой сложностью горногеологических и технико-экономических условий освоения. Запасы углей на участке 15 Главной антиклинали, по-видимому, будут отнесены к полю действующей шахты 6 Капитальная. Освоение участка Косьвинского глубокого вследствие большой глубины залегания угольных пластов (900 м) и сложности гидрогеологических и горно­ технических условий эксплуатации в ближайшее время не намечается. Остальные участки характеризуются низкой угленасьпценностыо и сравнительно небольшими запасами. Эти участки (и Косьвинский глу­ бокий) рассматриваются как резерв строительства второй очереди. В группу прочих участков отнесены малоперспективные для про­ мышленного освоения площади: Коспашское 25—26 и 27, Луньевское

на 1/1 1965 г. Участок

15 Г л ав н ой анти кли нали .................... К о сп а ш ск и й 4 5 ............................................. К о сп а ш ск и й 4 8 ............................................. К о сь в и н ск и е 1, 2 , 3 ................................... К о сь в и н ск и й г л у б о к и й ......................... О б м а н к о в ск и й 1— 2 ................................... К о с о р еч е н с к и й .............................................

Запасы Возможная А+ В+ С,+ Сз мощность шахты (тыс. т ) (млн. т ) 5 1 ,0 4 ,5 4 ,0 11,7 9 7 ,5 11,8 19,5

200 150 600 1200 300 300

и Костано-Лытвенское месторождения, оставшиеся невыработанными запасы углей на поле б. шахты им. Чкалова (Усьвинское месторожде­ ние), характеризующиеся низкой угленасыщенностью и сложной текто­ никой. Сюда же отнесены запасы углей, подсчитанные по результатам бурения структурных скважин на Мальцевской антиклинали и в Косо­ горской синклинали, которые вследствие большой глубины залегания не могут рассматриваться в качестве объектов промышленного освоения ближайших лет. Наиболее перспективным из этой группы является Южно-Скальнинский участок в Чусовском районе, разведка которого продолжается. Перспективные возможности дальнейшего прироста запасов углей в бассейне невелики. Об этом свидетельствует незначительность коли­ чества запасов, подсчитанных как возможные (прогнозные). Распределение прогнозных запасов, подсчитанных в 1955 г. по основным структурам бассейна, приведено в табл. 1.7. После 1955 г. в пределах Мальцевской, Главной Кизеловской и Птолбовской антиклиналей геологоразведочные работы не производи­ лись вследствие больших глубин залегания угольных пластов. Поэтому достоверность запасов здесь остается прежней. Что касается Усть-Койвинской синклинали, то прогнозные запасы оказались реальными. По данным проведенных поисковых работ,

88

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Таблица Р а сп р е д ел е н и е п р огн озн ы х зап асов п о основны м стр ук т ур ам К и зел о в ск о го бассей н а Наименование структур

Запасы, млн. т

.........................

133

В том ч исле: М ал ь ц ев ск ая ан ти к л и н ал ь .

11

К и зел ов ск и й р ай он

С е в е р н о е за м ы к а н и е Г л а в н ой К и зе л о в с к о й ан ти к л и н ал и С т о л б о в с к а я анти кли наль Ч усовск ой рай он

..............................

В том ч и сл е: У с т ь -К о й в и н ск а я си н к л и наль . . . . • ...................................

17

Примечания

—

З а п а сы на г л у б и н е св ы ш е 1000 м

68 24

То

же

V

89

Рудянском, Койвинском, Кыновском. На Артемьевском руднике эксплуа­ тация продолжалась до 1930 г. О о л и т о в ы е к р а с н ы е ж е л е з н я к и в рудоносной толще среднего девона известны на р. Вильве выше р. Гремячей и ниже дер. Усть-Вижая, к северо-востоку от г. Кизела на западном крыле Центральной антиклинали. Этот тип месторождений гораздо более ограничен, чем предыдущий, и эксплуатации не подвергался. З е р н о в ы е р у д ы б у р о г о ж е л е з н я к а в новейших отло­ жениях известны на Ивановской горе в Луньевке, в верховьях р. Коспаша, западнее Артемьевки, на р. Рудянке и в других местах. Рудянское месторождение разрабатывалось. Известны также непромышлен­ ные россыпные месторождения алмазов.

И

30

-

30

—

в районе Северного замыкания Усть-Койвинской синклинали выделяется участок с промышленной угленосностью при ориентировочных запасах 20 млн. т. Второй участок с промышленной угленосностью (запасы 10—20 млн. т) намечается в центральной части восточного крыла син­ клинали. ПРОЧИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

В Кизеловском бассейне развиты такие строительные материалы,, как бутовый и строительный камень, известняк для выжига извести и приготовлейия цемента, кирпичные глины, строительные пески, гравий, гипс, камень для жерновов. Однако они распространены неодинаково. Неограниченны в бассейне запасы известняка, достаточно прочного для использования его в качестве бутового или стенового камня (коэф­ фициент сопротивления сжатию в среднем 600 кг/см2), достаточно чистого для выжига хорошей извести и использования при изготовлении цемента. Огромны запасы очень прочного и чистого кварцевого песча­ ника (коэффициент сопротивления сжатию в среднем 1000 кг/см2), глыбы которого в прошлом шли на выработку жерновов для мельниц, а теперь используются в качестве бутового и точильного камня. Хуже в бассейне обстоит дело со стекольными песками. Очень ограниченные по запасам месторождения кварцевого песка, пригодного для стекольной промышленности, встречаются по выходам угленосной толщи в виде расцементированных кварцевых песчаников промежуточных зон угле­ носной толщи. В бассейне известны мелкие месторождения железных руд, не имеющие промышленного значения. Среди них различают следующие три типа месторождений. Метасоматические месторождения бурых ж е л е з ­ н я к о в угленосной толщи в виде гнездообразных и пластообразных скоплений железняка, получившихся в результате замещения известня­ ковых прослоев верхней переходной свиты угленосной толщи. Месторож­ дения этого типа в XVIII и XIX веках широко разрабатывались. При разработке их был открыт каменный уголь (во время постройки Кизе­ ловского металлургического завода в 1783 г.). Бурые железняки добы­ вались в рудниках Урсинском, Грановском, Кизеловском, Христофоровском, Артемьевском, Заартемьевском, Шаламовском, Губахинском,

ОПИСАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Кизеловский район Месторождения Кизеловского района расположены главным обра­ зом в западной структурной зоне и связаны с ее основными тектони­ ческими элементами, от которых получили свои наименования. Главная Кизеловская антиклиналь Главная Кизеловская антиклиналь является крупнейшей геолого­ промышленной единицей Кизеловского бассейна. Средне-, верхнеде­ вонские и нижнетурнейские отложения выходят в ядре антиклинали узкой (до 4 км) полосой и окаймляются на всем простирании выходами^ угленосной толщи. Северный замок антиклинали на глубине нарушен Луньевским надвигом, в результате воздействия которго восточное крыло антикли­ нали имеет здесь обратное опрокинутое залегание (см. рис. 7). Западное крыло антиклинали погружается в Косогорскую синкли­ наль. Углы падения на выходах достигают 70°, с глубиной выполаживаются. На отдельных участках залегание пород осложнено согласными надвигами, амплитуды их смещения по плоскости сместителя дости­ гают 1300 м (см. рис. 8). Восточное более пологое крыло одновременно является западным крылом Косьвинской синклинали. На севере углы падения составляют 40—50°, на юге 20—30°. Южное замыкание Главной антиклинали у ст. Усьва косо срезается мощной зоной Усьво-Басковского надвига. Наибольшая угленосность приурочена к северному замку антикли­ нали (см. рис. 21, 22, 23, 24), где промышленное значение имеют пласты 5, 9, 11 и 13 мощностью соответственно: 0,7; 0,9; 1,1 и 2,2 м. В северной части западного крыла развиты, пласты 9, 11 и 13. В южном направлении сначала выклинивается пласт № 13; южнее р. Косьвы теряют промышленное значение пласты 11 и 9. На восточном крыле в районе Углеуральск — Губаха промышленная угленосность связана с пластами И и 13, по простиранию и с глубиной они расщепляются и выклиниваются. В южной части восточного крыла рабочее значение имеет только пласт 5. Запасы углей Главной Кизеловской антиклинали интенсивно отра­ батываются. Верхние горизонты угольных пластов на северном замы­ кании отработаны шахтой им. Володарского, нижние разрабатываются шахтой 6 Капитальная, глубина горных выработок которой достигла 450 м по пласту 13 (630 м от дневной поверхности).

91

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

На западном крыле антиклинали расположены шахты (с севера на юг): им. Ленина, 2 Капитальная, 4, им. Крупской; на восточном им. Серова, Центральная, им. Урицкого, им. Калинина. Шахты им. Ле­ нина, 2 Капитальная, годовая производительность которых в 1%1 г. достигла соответственно 900 и 750 тыс. т, являются крупнейшими шахтами бассейна. Угольные пласты отработаны на отдельных участках (шахты Центральная, им. Урицкого) до глубины 700 м по вертикали (до 3000 м по наклону). Данные о производственной мощности действующих шахт и их обе­ спеченности запасами угля по состоянию на 1/1 1964 г. приведены в табл. 18.

1964 г. 110 тыс. т. Оставшиеся запасы углей по состоянию на 1/1 1965 г. (в новых кондициях) составляют по категориям А + В + С 1 6,1 млн. т. Перспектив на прирост запасов нет.

90

Таблица Фактичес­ Проектная кая добыча мощность, за 1964 г., тыс. тп тыс. т

Шахта

6 Капитальная ............................... Им. Л енина...................................... 2 Капитальная ............................... 4 .......................................................... Им. К р у п с к о й ............................... Ц ентральная................................... Им. У р и ц к о г о ............................... Им. К а л и н и н а ...............................

550 800 630 330 240 600 400 390

476 833 656 287 226 626 445 419

Запасы

А+В+С1, млн. т

19,4 40,2 42,5 18,3 5,5 14,9 2,5 1,4

18

Обеспе ность года

35 40 65 65 23 25 в 4

Перспективы развития угледобычи в пределах Главной Кизеловской антиклинали связаны с возможностью освоения северного (поднадвигового) замыкания, на котором детально разведаны участки № 16 и для шахты Глубокая 15. Запасы угля на этих участках составляют 61,7 млн. т по категории А +В + С 1 и 13,3 млн. т по категории Сг. Владимирское месторождение Владимирское месторождение расположено в 1,5 км к северовостоку от г. Кизела. Приурочено к западному крылу и донной части одноименной узкой синклинальной складки в висячем крыле Луньевского надвига. Восточное крыло синклинали почти на всем простирании срезано крупным Владимирским надвигом с амплитудой смещения 300—400 м и падением сместителя на восток под углом 35—40°. Западное крыло синклинали, прослеживающееся на 7 км по про­ стиранию, имеет крутое (80—60°) падение у выходов с постепенным выполаживанием к донной части. В центральной части месторождения это крыло осложнено дополнительной антиклинальной складкой, восточ­ ное крыло которой срезано диагональным взбросом. Плоскость смести­ теля падает на восток под углом 75°, стратиграфическая амплитуда смещения 100—150 м. Глубина складки в донной части 600 м от дневной поверхности. Угленосность представлена пластами 11 и 19. Пласт 11 распро­ странен почти на всей площади месторождения. Мощность его изменя­ ется от нерабочей до 1,43 м (средняя 0,9 м). Пласт 19 имеет промыш­ ленное значение только в северной части месторождения, где средняя мощность его достигает 0,7 м при колебаниях от 0,3 до 1,1 м. Месторождение разрабатывается шахтой Владимирской 1—2. Про­ ектная производительность ее 80 тыс. т в год, фактическая добыча за

Коспашское месторождение Коспашское месторождение приурочено к южной половине Коспашско-Полуденной синклинали. Промышленная угленосность распро­ странена на простирании 24 км к северу от широты г. Углеуральска до широты ст. Луньевка. Ширина синклинали 3—4 км, глубина зале­ гания угленосных отложений в донной части 500 м. Ось синклинали полого погружается на север под углом 1—5°. В поперечном сечении синклиналь почти симметрична, углы падения крыльев 40—60°. В донной части она осложнена широким волнистым антиклинальным поднятием. Максимальная угленосность приурочена к южной части восточного крыла складки, где шахтой 33 Капитальная разрабатываются три пласта: 9, 11 и 13 суммарной мощностью 3—4 м. В северном направлении угленосность восточного крыла снижается сравнительно медленно. В шахтах, заложенных на этом крыле, и в шахтах 24—38, и им. 40 лет ВЛКСМ, разрабатывающих приподнятую часть синклинали, все три пласта сохраняют рабочую мощность1. Севернее поля шахты 41 восточное крыло срезано Чикманским надвигом. В западном направлении происходит быстрое снижение угленос­ ности с последовательным утонением и выклиниванием сначала пласта 13, затем 11 и далее на запад пласта 9. Во вторичной западной синклинальной складке промышленная угленосность развита на ограниченных участках в пределах полей 25—26. Севернее поля шахты 45, несмотря на большой объем проведенных поисковых работ, ни одного участка с промышленной угленосностью не найдено. Угольные пласты распространены отдельными пятнами, не занимая площади, которую можно было бы рассматривать как объект для закладки шахты. Данные о производительности действующих шахт и их обеспечен­ ности разведанными запасами угля по состоянию на 1/1 1965 г. приве­ дены в табл. 19. Таблица Шахта

Шахта им. 40 лет ВЛКСМ: Б. Шахта 4 1 ............................... Б. Шахта 4 4 ........................... Б. Шахта 4 2 ................................... 24/38 .................................................. 3 8 .................................................. 33 Капитальная...............................

Фактичес­ Проектная кая добыча Запасы мощность, за 1964 г., А + В + С 1 , тыс. т млн. т тыс. т

370

399

2 00

222 102

80 690 270 820

736 229 857

15,7 3,4 4,6 15,0 2,1 24,0

1 Шахта им. 40 лет ВЛКСМ объединяет б. шахты 41, 42 и 44.

19

Обеспечен­ ность в годах

40 17 12

19 8 29

93

Бассейны, и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

Перспективы дальнейшего развития угледобычи на Коспашском: месторождении крайне ограниченны. Не занятые шахтами разведочныеучастки обладают незначительными запасами углей. Только на шахтных полях: 45 с запасами углей по категориям А +В + С1 4,5 млн. т и 48. с запасами 4,0 млн. т возможна закладка мелких шахт производитель­ ностью 150—200 тыс. т в год. Шахтное поле 27 с запасами 9,0 млн. г не рассматривается как объект освоения ближайших лет ввиду слож­ ности горнотехнических условии эксплуатации. На шахтном поле 25 26запасы углей составляют всего 900 тыс. т.

Выдержанное по простиранию и падению крутое (50—70°) восточ­ ное крыло содержит 2—4 рабочих пласта мощностью 0,7—1,5 м каждый (13, П, 9 и 5), из которых угли основных пластов 13 и 11 имеют повышенную зольность, равную в среднем 30% при трудной обогатимости. Севернее р. Косьвы до широты г. Углеуральска Косьвинская син­ клиналь разбурена на глубину 600—1200 м разведочными скважинами, показавшими лучшую угленосность этой части синклинали. Здесь имеют распространение три (13, 11 и 9) угольных пласта, из которых два (13 и 11) имеют рабочую мощность от 0,7 до 2,5 м. Запасы угля в приосевой части синклинали (участок Косьвинской глубокий) составляют 97,5 млн. г. Этот участок перспективен для про­ мышленного освоения при условии разрешения проблемы вскрытия и отработки угольных пластов, залегающих под закарстованными изве­ стняками на глубине до 1200 м. Что касается самой южной части дна синклинали (за р. Косьвой), то она, судя по результатам пробуренных скважин, является малоперспективной. К северу от г. Углеуральска Косьвинская синклиналь сужается до 0,5—1,0 км и в виде тонкой узкой тектонически нарушенной зоны продолжается на север через месторождения (синклинали) Рудничное, Делянки, Запрудное. На этом участке синклиналь имеет очень сложное строение: восточное крыло ее срезано Луньевским надвигом, в северном направлении прослеживается только западное крыло. Небольшая Рудничная синклиналь (3X1 км) с частично срезанным восточным крылом и неглубоким (100—200 м) слабоволнистым дном, пересеченным сетью диагональных сбросов, отрабатывается шахтой Рудничной по единственному рабочему пласту 11. Следующее по простиранию месторождение Делянка представляет небольшой отрезок (около 3 км) непрерывно продолжающегося на север западного крыла Косьвинской синклинали. Месторождение располо­ жено на южной окраине г. Кизела. Оно разрабатывалось с конца XVIII века небольшими шахтами-делянками, в последнее время шах­ той Девятая Делянка, производившей добычу угля с глубины более 400 м в пласте 11, имевшем мощность 0,70—1,50 м. На старом, забро­ шенном месторождении Запрудном, расположенном в черте г. Кизела на северном берегу б. Кизеловского пруда, заметно устье лишь одной старой штольни Запрудной. Данные о производственной мощности действующей шахты Руднич­ ной и обеспеченности ее разведанными запасами угля по состоянию на 1/1 1965 г. приведены в табл. 20.

92

Белоспойское месторождение

V

На восток от Коспашского месторождения угленосные отложения: собраны в мелкие складки, получившие название Белоспойских, в ко­ торых на поверхность выступают отложения угленосной толщи. Наибо­ лее крупной является западная складка, в которой содержатся про­ мышленные пласты угля 13, 11, 9, вырабатываемые шахтой Белый: Спой производительной мощностью 130 тыс. г. Запасы угля месторож­ дения по состоянию на 1/1 1965 г. составляют 1,7 млн. т. Перспектив­ на прирост нет. Луньевское месторождение Луньевское месторождение, расположенное в 12 км севернеег. Кизела, является одним из старейших в Кизеловском бассейне (начало его разработки относится к 1870 г.). В разное время на место­ рождении было заложено до 20 мелких шахт, последняя из которых. (Жонес 1) закрылась в 1950 г. после отработки своих запасов. Тектоническое строение месторождения исключительно сложное. Месторождение приурочено к совокупности сложно построенных разор­ ванных нарушениями складок в висячем (надвинутом) крыле Луньев^ ского надвига. Западной границей месторождения является линия Луньевского надвига. Угленосность месторождения характеризуется большим непостоян­ ством. Основные пласты угля 13 и 11 имеют крайне невыдержанную мощность. В настоящее время в пределах месторождения остался только один не выработанный, ныне детально разведанный, участок в районе старой копи Елим, пригодный под закладку шахты мощностью 100 тыс. т. Запасы угля на участке составляют всего 3,8 млн. т, причем перспектив на их увеличение нет. Ввиду малого количества запасов и сложных горнотехнических условий участок не может являться первоочередным объектом для строительства шахты.

Т а б л и ц а 20 Проектная мощность,

Косьвинское месторождение

Т Ы С . 171

Косьвинское месторождение приурочено к Косьвинской синклинали, занимающей центральное положение в Кизеловском районе. Угольные пласты западного пологого (20—30°) крыла синклинали (оно же восточное крыло Главной Кизеловской антиклинали) отраба­ тываются шахтами им. Серова, Центральной, им. Урицкого и им. Калинина. Угольные пласты восточного крыла детально разведаны до глубины 600 м, на протяжении около 10 км. Разведанные здесь участки 1, 2 и 3 по сравнению с остальными неосвоенными участками бассейна являются наиболее перспективными для закладки двух шахт с годовой мощностью 300—200 тыс. т (см. рис. 6, разрез II—II).

150

Фактическая добыча за 1964 г . тыс. т

219

Запасы А + В + С е, млн. т

Обеспечен­ ность в годах

2,4

15

Перспективы развития угледобычи в пределах месторождения зави­ сят от освоения детально разведанных участков Глубокого и 1, 2, 3 с общими запасами угля категорий А +В + Сь составляющими 109,2 млн. т. Перспектив увеличения запасов на месторождении нет. Усьвинское месторождение Усьвинское месторождение приурочено к Усьвинской и Нагорнинской синклиналям. Весьма сложно построенная Усьвинская синклиналь начинается на широте ст. Нагорная, где в сводовой части Главной Кизе-

94

Кизеловский каменноугольный бассейн

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

ловской антиклинали имеет место узкий и глубокий прогиб (550 м), развивающийся в южном направлении в сравнительно крупную син­ клинальную складку. Последняя вблизи р. Усьвы соединяется с выположенной частью западной ветви Косьвинской синклинали. Далее на юг Усьвинская синклиналь осложняется мелкой складчатостью с разрыв­ ными нарушениями, а ее западное крыло срезается западным надвигом. Наибольшей угленосностью отличается Нагорнинская синклиналь, где имеют развитие пласты 11 и 9, разрабатываемые шахтой Нагор­ ной 1—2. Угленосность остальной части месторождения сравнительно невысокая; она характеризуется в основном наличием одного пласта 5 мощностью от 0,30 до 1,5 м. К востоку от ст. Усьва пласт 5 разрабатывает шахта им. 40 лет Октября, объединяющая бывшие шахты Усьва 1—2, Усьва 3, Гореловскую. Южнее на пологом восточном крыле синклинали, расположено поле шахты им. Чкалова, эксплуатационные работы на которой прекра­ щены из-за сильной нарушенности угольного пласта и неустойчивой его мощности. Еще южнее, на том же крыле синклинали, расположено поле 7 (Бассег) с непромышленной угленосностью (запасы 0,7 млн. т). Данные о производственной мощности действующих шахт и их обес­ печенности разведанными запасами угля по состоянию на 1/1 1965 г. приводятся в таб л .21. Т а б л и ц а 21 Проектная мощность, тыс. щ

Шахта

Нагорная 1—2 ............................... 40 лет О ктября...............................

160 705

Фактичестыс. т

млн. ш

Обеспеченность в годах

145 596

3,8 35,2

26 50

Запасы

А+Ь+С^

Перспектив на увеличение запасов угля в пределах Усьвинского месторождения нет. Шумихинское месторождение Шумихинское месторождение расположено в междуречье Косьвы и Усьвы, к востоку от Косьвинского месторождения. Приурочено к во­ сточному крылу Шумихинской синклинали (см. рис. 30). Шумихинская синклиналь полностью разбурена разведочными сква­ жинами. Промышленная угленосность установлена только на восточном крыле, где строится шахта 1—2 с годовой проектной мощностью 600 тыс. г. Основные пласты 13 и 11 имеют непостоянную мощность (0,5—5,0 м) и строение. В южной части месторождения уголь имеет повышенную зольность (35—40%). Запасы угля на этом участке состав­ ляют 27,3 млн. т. На западном крыле синклинали пласты угля имеют ограниченное распространение, рабочей мощности (до 1,5 м) дости­ гают лишь на небольшом участке, запасы угля на котором оценены в 0,6 млн. т. Гремячинское месторождение Гремячинское месторождение находится в южной части Кизеловского района и приурочено к одноименной синклинали. Эта синклиналь детально разведана. Узкая осевая полоса синклинали заполнена мощ­

95

ной (до 500 м в оси складки) толщей закарстованных известняков (см. рис. 6). Западное крыло более крутое (70—90°, до опрокинутого) разрабатывается шахтой 71 (бывшие шахты 68, 69, 71/72, 73/74), а во­ сточное (70°) — шахтами 62 и 65 (бывшие шахты 61, 62, 63, 64, 65). На южном замыкании синклинали работает шахта 76. При сравнительно небольших размерах (длина 12 км, ширина 1,2 км, глубина 0,7 км) Гремячинская синклиналь содержит значительные запасы угля по основному рабочему пласту 11 + 13. Мощность этого пласта на юге синклинали равна в среднем 5 м, на восточном крыле — 3—5 м, на западном крыле— 1—3 м. В северном направлении на обоих крыльях пласт утоняется до 1,5— 0,5 м и далее на север начинается практически безугольная Бруснянская синклиналь. В табл. 22 приводятся данные о производственной мощности шахт и их обеспеченности запасами угля по состоянию на 1/1 1965 г. Т а б л и ц а 22 Шахта

62 65 71 75/76

Проектная мощность, тыс. т

Фактическая добыча за 1964 г., тыс. т

Запасы А-ЬВ+С|,

Обеспечен­ ность в годах

380 390 340 960

337 424 312 743

3,0 5,0 12,9 13,0

12 38 13

млн. т

8

Восточно-Гремячинское месторождение Восточно-Гремячинское месторождение, расположенное в 1—1,5 км к востоку от Гремячинского, приурочено к восточному крылу одноимен­ ной синклинальной складки, которое круто (65—70°) падает на запад, срезаясь на глубине 400—500 м тектоническим нарушением. Длина месторождения около 10 км, на севере и юге оно ограничено разрыв­ ными нарушениями. В пределах месторождения распространены и экс­ плуатируются Восточно-Гремячинской шахтой пласты 13 и 11 мощно­ стью до 3,5 м. Мощность шахты 150 тыс. т в год, фактическая добыча за 1964 г. 186 тыс. т. Запасы угля 3,2 млн. т.

Чусовской район В Чусовском районе известно три разведанных промышленных месторождения каменного угля: Скальнинское, Обманковское и Косореченское. Добыча углей ведется только на Скальнинском месторож­ дении. Скальнинское месторождение Расположено у разъезда Скальный, в 20 км к юго-востоку от г. Чу­ сового. Месторождение приурочено к западному крылу Половинкинской синклинали. Простирание пород северо-западное, падение восточное кру­ тое (55—65°). Восточное крыло синклинали срезано Басковским надви­ гом, приводящим в контакт нижнедевонские отложения с визейскими известняками (см. рис. 17). Месторождение разрабатывалось в 1939 г. шахтой Облместопа. С 1940 г. добыча угля ведется шахтой Скальная 1 мощностью 180 тыс. т,

■ 96

Бассейны и месторождения палеозойского возраста

Кизеловский каменноугольный бассейн

в 1959 г. на смежном с юга участке сдана в эксплуатацию шахта Скаль­ ная 2 мощностью 50 тыс. т. Промышленная угленосность в пределах сохранившегося крыла; синклинали прослежена на 20 км по простиранию до глубины 700 л ' по падению. К северу от поля шахты 1 разведан участок Скальнинский 3, включенный в границы шахты 1. К югу от поля шахты 2 разве­ дан участок Южно-Скальнинский, пригодный для строительства новой, шахты возможной производительной мощностью около 300 тыс. т в год." Запасы угля на нем 22,7 млн. г. Основным рабочим пластом на месторождении является пласт 13 средней мощностью 0,85 м при колебаниях от 0,6 до 3,5 м. На отдель­ ных небольших участках рабочей мощности достигают пласты 11 и 21.* Качество углей пласта 13 характеризуется следующими данными: А°1 19,5%, 5обс 4,2%, Уг 45%, > >

Геологический разрез (разведочная линия

19 гм ^ ^

«N1

, и подсвита 4 - безугольная

§

117

направленные взбросы и надвиги с падением плоскостей на запад под углом 60—80°, с амплитудами смещения до 200 м и 2) сбросо-сдвиги северо-западного, реже широтного или северо-восточного направления, круто падающие преимущественно на восток с амплитудами от 12 до 40—50 м. Субширотные нарушения смещают меридиональные, т. е. являются более молодыми. Угленосность Егоршинского месторождения достигает максимума в центральной части (поля шахт Ключи и 2). Здесь вскрыто 17 уголь­ ных пластов суммарной мощностью 20 м. Из них 10 являются рабочими (1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11—12). Мощность пластов подвержена зна-

г На- Ч угленосная подсвита С,Ы>; , - порфириты; 2 - зона разрушенных пород С ,Ч 3 - угленосна

\

.А •>

п я с . 30)

4¾

Егоршинского антрацитового месторождения. По 3. П. Волк Сидоровичу а С11С. 5 — тектонические разрывы

Егоршино-Каменский угленосный район

Рис. 32. Чешуйчатая структура южной части Егоршинского антрацитового месторождения (разведочная линия 20, см. рис. 30) 1 — пласты угля; 2 — зона разрушенных пород; 3 — тектонические разрывы

чительным колебаниям из-за раздувов и пережимов от нерабочей до 10—12 м (рис. 33). Строение пластов обычно простое, реже сложное. Имеют место постепенные фациальные переходы углей в углистые сланцы. В северном и южном направлениях, а также на глубоких гори­ зонтах (до 700 м) происходит снижение угленосности за счет постепен­ ного выклинивания отдельных пластов угля (табл. 28). В кровле пластов обычно залегают углистые сланцы, быстро сме­ няющиеся глинистыми сланцами или тонкозернистыми песчаниками. По наблюдениям А. А. Петренко (1943), в кровле пластов 3, 4 и 5 на шахте 2 наблюдаются скопления пластинчатожаберных (АпШгосоппуа сагЪотсоЫ), ракообразных (Ез1Нег1а) и брахиопод (Ып§и1а). Угли сильно разбиты кливажом, иногда раздавлены и перетерты, содержание класса 3—0 мм в добытом угле колеблется от 44 до 59%. По внешнему виду уголь черный с жирноватым блеском, струк­ тура тонкополосчатая по витрену. Преобладают полублестящие дюрено-клареновые, реже встречаются блестящие и полуматовые дюреновые угли. Характеристика качества углей по многочисленным пробам из горных выработок и буровых скважин приведена в табл. 29. Объемный вес угля 1,44. Зольность товарного угля по шахтам: Ключи 16,1%; 2 17,6%; им. Кирова 21,8%. Низшая теплота сгорания рабочего топлива ( Р нр) 5960 ккал/кг. Температура плавления золы

о

Егоршино-Каменский угленосный район

о.

119

Таблица

28

Количество и средние мощности угольных пластов Южно-Егоршинского месторождения 30 0 - 700 м

До 300 ж Наименование шахтного поля, участка (с севера на юг)

Мостовской у ч а с т о к ................... Северный А р т е м ........................... Поле шахты А ртем ....................... Поле шахты К л ю ч и ................... Поле шахты 2 ............................... Поле шахты им. Кирова . . . . Южно-Егоршинский участок . .

Количество рабочих плас­ тов угля

Средняя сум­ марная мощ­ ность, м

4 4 8 10 10 6 2

3,2 4,7 6,6 13,5 10,0 8,5 1,8

Количество рабочих плас­ тов угля

Средняя сум­ марная мощ­ ность, м

_

_

—

—

—

—

6 6 4

5,9 6,9 6,4 —

Таблица

29

Х ар актер истика кач ества у гл ей Е гор ш и н ск ого м е ст о р о ж д е н и я

чур, % Ас, %

5,0

10—36 21

50б- *

Уг, %

С^, ккал}кг

с г, %

нг, %

0,2-1,0 0,5

6—13 9

7400-8650 8200

9 0 -9 3 90,0

3,4-3,9 3,6

и г, % о г, %

1,3

4,6

>1500°. По ГОСТ 7050—54 угли относятся к марке ПА (полуантрациты). Гидрогеологические условия месторождения простые, притоки воды в шахты на глубине 370 м не превышают 70 м3/час. Для месторождения характерна высокая газоносность (метаноносность) угольных пластов. С глубины 100 м шахты внекатегорийные по газу; с глубины 200 м в пластах 10 и 11—12 происходят частые вне­ запные выбросы газа. В 1957 г. количество выделившегося газа на 1 т добытого угля при глубине разработки от 200 до 300 м составило от 11—30 (шахта им. Кирова) до 48—58 м3 (шахты Ключи и 2). Содержание свободной двуокиси кремния в глинистых сланцах О—5,7% (среднее 1,5%), в песчано-глинистых сланцах 1,6—11,3% (среднее 8,4%), в песчаниках 0,6—76,4% (среднее 37,1%). Температура недр на глубине 300 м плюс 8,1°, на глубине 600 м плюс 11,7°. Егоршинское месторождение полностью разведано до глубины 700 м. В настоящее время в его пределах работает только одна шахта им. Кирова с годовой добычей 170 тыс. т. Из-за высокой газообильности и катастрофических выбросов газа на шахтах им. Артема, 2 (Бурсунка) и Ключи угледобыча прекращена и они поставлены на мокрую консервацию. Резервные участки Северный Артем и Мостовской содер­ жат незначительные запасы углей: 947 тыс. т (В), 3569 тыс. т (СО, 1139 тыс. т (Сг). В связи с небольшими запасами, сложными горно­ техническими условиями разработки подсчитанные по этим участкам запасы углей сняты в 1961 г. с учета, а оставшиеся невыработанными запасы углей на полях законсервированных шахт им. Артема, Ключи, 2 (Бурсунка) переведены в забалансовые. По состоянию на 1/1 1965 г. балансовые запасы угля по Егоршинскому месторождению, заключенные в границах шахты им. Кирова, до глубины 700 м составляют по категориям: А 638 тыс. г, В 418 тыс. т, С: 2443 тыс. т. Перспектив на прирост запасов по месторождению не имеется.

120

Егоршино-Даменский угленосный район

Черемшанское месторождение

стояние между которыми колеблется от 50—100 до 200—350 м при амплитудах от нескольких метров до 250—300 м. Падение сместителей западное под углом 70—80°. Вскрыто два широтных сдвига, смещаю­ щих меридиональные разрывы на 40—50 м. Месторождение разведано по простиранию на 2 км, на флангах большинство пластов угля выкли­ нивается. Разведками освещена только угленосная подсвита С 1ЬЬ со сред­ ней мощностью 450 м. В ней было вскрыто пять пластов угля (7, 8, 9, 11—12 и 13), из них отвечали кондициям по зольности только два: 8 «Толстый» мощностью от 0 до 3,1 м (в среднем 1,3 м) и 9 от 0 до 1,6 м (в среднем 0,8 м). Пласты сложного строения. Наблюдались частые переходы угля в углистые сланцы, что определяло высокую золь­ ность товарного угля. Уголь сильно раздавлен и превращен в спрессо­ ванный штыб. В кусках уголь черный с сероватым или стальным оттен­ ком и металлическим блеском, весьма устойчив к выветриванию. Характеристика качества кондиционного угля в пластах 8 и 9 ,подан­ ным технических и элементарных анализов, выполненных в 1949— 1952 гг. в лабораториях Уралгеолуправления и треста Свердловскуглегеология, приведена в табл. 30.

Черемшанское месторождение находится в 15 км к югу от Егоршинского месторождения и в 3 км к востоку от 205 разъезда ж.-Д. линии Егоршино — Богданович. ' Месторождение является продолжением Егоршинского и приуро­ чено к восточному крылу Главной Егоршинско-Каменской синклинали (рис. 34). Чеаемшанское месторождение

Ирбита- Вершинское месторождение

Т а б л и ц а 30 Характеристика качества углей Черемшанского месторождения

0,5-1,5

Сихоложское месторождение

В

Рис. 34. Схематические геологические разрезы Черемшанского (по М. И. Сидоровичу), Ирбито-Вершинского (по Л. Д. Башаркевичу) и Сухоложского (по И. И. Горскому) месторождений Черемшанское месторождение: / — угленосная подсвита С^Ь; 2 — надугленосная подсвита С1Ь«; 3 — зона разрушенных пород; 4 — граниты и гранит-порфиры; 5 — порфяриты; б — тектонические разрывы Ирбито-Вершинское месторождение: / — известняки (Счу) ; 2 — верхняя безугольная подсвита С\Ьс; з — угленосная подсвита С^Ь; 4 — нижняя безугольная подсвита С ^а; 5 — порфириты диабазы и их туфы; б — тектонические разрывы С у х о л о ж с к о е м е с т о р о ж д е н и е : 1 — угленосная толща с пластами угля; 2 — известняки (С^у ); 3 — песчаники и сланцы ф 3)

Ш и р и н а у ц е л е в ш ей ч аст и в о ст о ч н о го кр ы л а н а п о в ер х н о ст и 3 км, и з ни х о к о л о 1 км п р и х о д и т ся на в о сто ч н у ю з о н у р а зр у ш ен н ы х п о р о д и п е р е х о д н у ю зо н у кр уты х у гл ов (1 2 0 — 2 6 0 м). П а д е н и е п о р о д и п л а ­ ст ов у гл я — з а п а д н о е п о д у гл о м 3 0 — 35°, п р о ст и р а н и е м е р и д и о н а л ь н о е . М е с т о р о ж д е н и е р а зб и т о се р и ей м е р и д и о н а л ь н ы х в зб р о с о в (д о 8 ) , р а с ­

Ас,

%

17—39

8об- * 0,27-0,45

уг, %

7-=Г-~ ~ ~ ~

о

12ь 12 0

1,50 1,25 1,90 1,55 1,50

12а

1,65

15 19 1гг

~

з); 9 — гнейсы (СО; М — линии тектонических нарушений (установленные и предполагаемые)

:256

Бассейны и месторождения мезозойского возраста

т а гт егг есг вггт

сторождения отложения свиты мощностью 5—10 м повсеместно вскрыты скважинами. По находкам РИуо1ер$18 сейгЦогтгз поу. возраст свиты датируется средним триасом (Т2). Продуктивный комплекс сложен конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, углями и подразделяется снизу вверх на три свиты: елкинскую, буланашскую и бобровскую. Елкинская свита мощностью 65—200 м условно относится к низам верхнего триаса — карнию (Тз1). Буланашская свита норийского (Тз2) возраста имеет мощность 300—350 м. Бобровская свита завершает разрез продуктив­ ных отложений; мощность ее достигает 500 м, возраст рэтический (Т33). Палеогеновые отложения. Размытую и снивелированную поверх­ ность палеозойских и нижнемезозойских образований перекрывают сплошным чехлом морские осадки палеогена. Представлены они в ос­ новании разреза базальными конгломератами (0,1—0,2 м), которые выше последовательно сменяются темно-серыми и голубовато-серыми опоками с гальками кремнисто-глинистых пород, гнездами кварцево­ глауконитового песка (0,5 м), кремнистыми опоками (от 6—8 м) и опо­ ковыми глинами с подчиненными прослоями трепела (4—15 м ). Общая мощность палеогеновой толщи колеблется от 7—10 до18ж. В нижних горизонтах О. Н. Щеглова-Бородина определила фауну: ЬИНоНгатга зр., АпНогоа (НехосогаШа зр.), Оз1геа зр., Оз1геа гепззь N а 1 з с Ь. Л.-А. Умова опоковые отложения палеогена на восточном склоне Урала относит к серовской свите нижнего эоцена (Р§2$г). На размытой поверхности палеогеновых осадков повсеместно зале­ гают четвертичные аллювиально-делювиальные и болотные отложения общей мощностью от 2 до 10 м.

Тектоника Буланаш-Елкинский район расположен в пределах ВосточноУральского синклинория. Палеозойские образования его интенсивно смяты герцинским складкообразованием в серию меридионально вытя­ нутых, опрокинутых на восток, изоклинальных складок, разорванных падающими на запад меридиональными и косоширотными наруше­ ниями. Нижнемезозойские угленосные отложения района выполняют узкую (0,5—3,5 км), почти меридионально вытянутую тектоническую депрес­ сию в палеозойских породах, приуроченную к зоне крупного БуланашСосьвинского разлома, прослеживающегося от Челябинского грабена до истоков р. Сосьвы. В пределах депрессии угленосные отложения слагают замкнутую на севере меридионально вытянутую синклиналь с пологим (25—30°) западным и крутым (до 80°) восточным крыльями. Ось синклинали полого погружается в северном направлении и имеет три максимума погружения, соответствующих Буланашскому, . Дальнебуланашскому и Елкинскому месторождениям. На участках ан­ тиклинальных перегибов оси сохранились только нижние непродуктив­ ные горизонты нижнемезозойских отложений. Общее синклинальное залегание угленосной толщи осложнено крупноамплитудными разрывными нарушениями типа взбросо-надвигов, которые почти повсеместно сопровождаются пликативной и дизъюнк­ тивной тектоникой более низких порядков (рис. 94, 95, 96). Самым крупным является Восточный взбросо-надвиг, уничтожив­ ший в пределах Буланашского и Дальнебуланашского месторождений восточное крыло синклинали, которое сохранилось только на Елкинском месторождении. Простирание нарушения Совпадает с простира­ нием Буланаш-Елкинской депрессии. Падение его восточное, как пра-

ак> кк а х о си 5* и о

=о^' ) 90

о а. ч о о н

®

«

О В .- V

ку § I

Iв

о ш ®

х сч, о та | 2

к

е I* к

к II п Хй)х Ч X я сх.. - ~ » , ..с о « X И к

Йо. атан

«ч

=- + 3 - - := 3 I 3 х

Км

17 Зак. 638

я \о

И

СХ . . й

5и

§■§=■3 Ш К в

? о

о я

а , о. •

| е

яь,

Бассейны и месторождения мезозойского возраста

Буланаш-Елкинский угленосный район

вило, крутое (80°), амплитуда достигает 900—1500 м и более. Местами оно имеет, вероятно, ступенчатое строение. Предполагается, что этонарушение является частью Буланаш-Сосьвинского разлома. Из трех крупных дизъюнктивов, существенно осложнивших запад­ ное крыло Буланаш-Елкинской синклинали, наиболее значительным яв­ ляется Северный взбросо-надвиг, ограничивающий на юго-западе Бу-

На крайнем юге района фиксируется Южный взбросо-надвиг с ам­ плитудой порядка 350—400 м. Им срезано западное крыло синклиналь­ ной складки на юге Елкинского месторождения. В плане линии трех перечисленных взбросо-надвигов с юго-востока расходятся веером в северо-западном направлении. Характер этих на­ рушений изучен только в пределах месторождений. Поэтому природа их и распространение остаются во многом неясными.

258

Дальнебуланаш ское Разведочная линия

месторождение

4 южная

259

Елкинское месторождение Разведочная ли н и я „ О с н о в н а я “

Ш юж ная разведочная линия

Рис. 95. Схематические геологические разрезы Дальнебуланашского месторождения.. Условные обозначения см. на рис. 94

ланашское месторождение. Простирание нарушения северо-западное под углом 330°, падение пологое (20—35°) на севере и, возможно, более крутое (75—80°) на юге, амплитуда превышает 600—700 м рис. 97. Центральный взбросо-надвиг по размерам несколько уступает Се­ верному. Он прослеживается в южной половине Дальнебуланашского месторождения, частично срезая его западное крыло. Амплитуда над­ вига ориентировочно составляет 200—300 м, плоскость сместителя падает под углом 65—70° на юго-запад. К западу от этого надвига на Дальнебуланашском месторождении получила развитие дополнитель­ ная более мелкая Северо-Елкинская синклиналь.

Северным, Центральным и Южным взбросо-надвигами когда-то единая синклиналь района в зонах перегибов оси была разделена на три тектонические структуры: Буланашскую, Дальнебуланашскую и Елкинскую. Восточные крылья структур, за исключением Елкинской, срезаны Восточным взбросо-надвигом. Горными выработками шахт на Буланашском месторождении отме­ чается большое количество малоамплитудных (2—10 м) нарушений пликативного и дизъюнктивного характера, вскрыты многочисленные мелкие синклинальные и антиклинальные складки, волнистое залегание пластов, затухающие на коротких расстояниях сбросы и надвиги с ам17*

Бассейны и месторождения мезозойского возраста

Буланаш-Елкинский угленосный район

плитудой 2—5 м, послойные смещения и др. (рис. 98). Наличие мало­ амплитудной тектоники в больших размерах надо ожидать вблизи уста­ новленных в районе крупных взбросо-надвигов, на что указывают кру­ тое залегание угольных пластов, наличие в кернах скважин большого количества зеркал скольжения, проявлений микротектоники.

УГЛЕНОСНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

260

1-1

Рис. 97. Один из возможных вариантов сопряжения Буланашского и Дальнебуланашского месторождений 1 — продуктивная толща; 2 — пласты угля; 3 — пестроцветная свита; 4 — па­ леозойские отложения; 5 — линии тектонических нарушений

Вулканизм В процессе разведки Буланаш-Елкинского района некоторые гео­ логи (Б. Ф. Тарханеев, Т. Е. Лушникова и др.) отмечали в низах угле­ носной толщи наличие конгломератов с гальками кайнотипных эффузивов, переслаивающихся с осадочными породами, но относили эти образования к палеозою или к пестроцветному комплексу. Только в 1956 г. В. И, Тужикова установила идентичность этих отложений эффузивно-осадочной толще туринской серии нижнего триаса, разви­ той в Челябинском и Убоганском бассейнах, и выделила эти образова­ ния в самостоятельную вулканогенно-осадочную свиту проблематично триасового возраста. Изучены отложения вулканогенно-осадочной свиты крайне недостаточно. Других фактов проявлений вулканизма в угле­ носной толще не зафиксировано.

261

Стратиграфия и литология Впервые разрез угленосных отложений района был расчленен Б. Ф. Тарханеевым (1936) на Елкинском месторождении на две толщи: нижнюю и верхнюю. Нижняя пестроцветная непродуктивная толща условно триасового возраста. Верхняя продуктивная толща по единич­ ным находкам флоры имеет лейасовый возраст. Н. С. Устинович (1941) подразделила осадки продуктивного комплекса на Буланашском место­ рождении по литологическим признакам на две свиты: нижнюю и верх­ нюю, названные Б. Ф. Тарханеевым елкинской и буланашской. Позднее Л. Д. Башаркевичем была выделена самая верхняя свита — бобровская. А. И. Турутанова-Кетова (1958) на основании растительных остат­ ков, собранных В. И. Тужиковой, определила возрастное положение этих свит. Синонимика угольных пластов для Буланашского месторождения впервые была разработана Б. Ф. Тарханеевым в 1938—1939 гг. Она сохранилась неизмененной до настоящего времени. Елкинская свита на севере с размывом, а на юге нормально зале­ гает на пестроцветных породах. Сложена она преимущественно (до 75%) пролювиально-аллювиальными песчано-конгломератовыми поро­ дами, реже алевролитами и аргиллитами, заключающими пласты угля. В породах Елкинской свиты найдены растительные ос­ татки: ТНаПИез ига1епз1з Ргуп., С1айорЫеЫз игаИса Ргуп., С1. 1иИа.1си1еп818 Ргуп.; Уюе'йез ига1епз1з, Таетор1ег1з епз1з 01

I си

о • •г)* Ч>5 •о

;?-ч ~ и?* .К с я

с аX

§ £8 §>&

О

ж о ч и

>>

>>>> С О Ш ХО К

. • 05

с:< с СД
■> ш

со со

м

2

2

2

ьо

а

&с О н

Южно-Уральский буроугольный бассейн

363

Нижняя угленосная (тюльганская) свита пред­ ставлена в основном озерными образованиями — белыми алевритами и песками с линзами слюдистых алевритистых глин и аллювиальными галечниками в основании. Нередко в них наблюдается вторичное окра­ шивание гидроокислами железа. Эта свита встречается почти во всех впадинах Предуральской депрессии и известна даже на юге Уфимского плато, где залегает на размытой поверхности различных по возрасту отложений. К ней приурочены также месторождения огнеупорных глин. В верхней части свиты присутствуют тонкие прослойки бурого угля, указывающие на начало заболачивания озерных водоемов. На некоторых месторождениях южной части бассейна угленосность свиты представлена буроугольной залежью сложного строения мощностью до 12 м (I залежь). Общая мощность свиты в бассейне изменяется от 6—15 м (на севере) до 90 м (на юге). В составе спорово-пыльцевого комплекса этой свиты встречается большое количество кипарисовых и таксодиевых и сосны Нар1оху1оп, содержится комплекс тургайских широколиственных пород, постоянно присутствует пыльца ольхи и в очень небольших количествах, но часто встречается пыльца Ройосагриз, (Нпк&о. РШапиз, Муг1асеаег Ма§поНасеае, 01еасеае, АИапШиз, Асег, УгЪигпит и Еркекга (определена А. А. Чигуряевой, И. М. Покровской и Н. Н. Сиговой). Большое литологическое сходство нижней угленосной свиты с под­ стилающими олигоценовыми отложениями и более тесная связь харак­ теризующей ее адащацской флоры с олигопеновой (чем с бурдигальской, известной в вышележащих отложениях) и спорное положение са­ мого аквитанского яруса в стратиграфической шкале (А. Л. Яншин, 1953) позволяют считать ее возраст как верхнеолигоценовый (Р^з3)О с н о в н а я у г л е н о с н а я ( к у ю р г а з и н с к а я ) с в и т а свя­ зана с нижележащей большей частью постепенным переходом. Она представлена озерно-болотными отложениями — светло-серыми, темно­ серыми и буроватыми глинами, вмещающими основные (II и III) буро­ угольные залежи средней мощностью 30—40 м, а максимальной до 105 м. Песчанистые глины встречаются только в основании свиты и в зоне выклинивания буроугольных залежей. Среди глин имеются огне­ упорные разности. Прослои песков редки. Мощность свиты колеблется в пределах 40—120 м. Наиболее пол­ ное развитие она имеет во впадинах южной части бассейна, где сосредо­ точена большая часть запасов угля бассейна. Встреченная в свите флора характеризует развитие широколиствен­ ных лесов со значительным содержанием хвойных, преобладанием бука, значительным участием каштана и дуба, а также болотных зарослей из кипарисов (Тахойшт и ^^ур^оз^^оЬиз). А. Н. Криштофович считает ее древнее сарматской и относит к бурдигальскому ярусу нижнего миоцена. Спорово-пыльцевой комплекс свиты очень богат и своеобразен. Он отличается от аквитанского широким распространением спор, несколько пониженным содержанием Ртиз, Нар1оху1оп, повышенным содержанием хвойных АЫез, Р1сеа, Тзи§а, исчезновением пыльцы Ройосагриз, Отк§о, РШапиз, Ма§поИасеае, Муг1асеае и 01есеа, пониженным содержанием ЕеШоаа и Асег и увеличением количества пыльцы ВеШа Ра§из, ТШа, СогуЫз и Вкиз, Р\егосогуа, Вузза, Епсасеае АИап{киз. 1 Возраст свиты принимается как нижнемиоценовый (N 1'). В е р х н я я у г л е н о с н а я ( в о р о ш и л о в с к а я ) с в и т а зале­ гает на основной угленосной иногда со следами размыва в основании. 1 Исследования И. М. Покровской, А. А. Чигуряевой и Н. Н. Сиговой.

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Южно-Уральский буроугольный бассейн

Нижнюю часть ее слагают разнозернистые пески с галькой и гравием, а также линзами галечника. Встречаются прослои алевролитов, песча­ нистых и углистых глин. Верхняя часть свиты представлена серыми и бурыми жирными (иногда огнеупорными) или песчанистыми'глинами и залежами бурого угля мощностью от 3 до 60 м (верхние, или IV за­ лежи). Мощность свиты меняется от 4 до 90 м. Наибольшее развитие она имеет в средней части бассейна. Для спорово-пыльцевого комплекса свиты характерно: небольшое содержание таксодиевых, сосны, падуба, гикории и ниссы; преоблада­ ние сосновых над таксодиевыми; примерно равное содержание сосны из секции Нар1оху1оп и 5Иоез1г1з, почти равное содержание березы и ольхи и широколиственных пород; постоянное присутствие среди широколиственных пород бука, дуба, липы, вяза, лещины, а также сумаха и вересковых; Возраст этих озерно-болотных отложений условно принимается как среднемиоценовый (Й12) *. Н а д у г о л ь н а я ( у ш к а т л и н с к а я ) с в и т а на территории бас­ сейна имеет широкое распространение. Она залегает на размытой по­ верхности верхней угленосной свиты или более древних отложений (до артинских включительно). Породы ее носят озерный или аллювиальный характер. Свиту слагают желтовато-серые, серые, реже зеленоватые песчани­ стые глины с пятнами пестроцветной окраски, прослоями глинистых песков и галькой в основании. Среди глин иногда встречаются прослои углистых глин и линзы бурого угля. Нередко большую роль в разрезе играют аллювиальные галечники. Полная мощность свиты не установлена, так как верхние горизонты ее уничтожены эрозией. Вскрытая мощность 25—50, редко 80 м. По палеоботанической характеристике эти отложения очень близки к верхней угленосной свите, но спорово-пыльцевой комплекс их более беден. В нем происходят изменения, сближающие флору этой свиты с плиоценовой. При общем увеличении хвойных характерно явное пре­ обладание Ртиз зИоезНьз над Ртиз Нар1оху1оп и почти полное исчез­ новение таксодиевых. Пыльца ольхи и березы преобладает над широко­ лиственными. Появляются травянистые. В общем флора, известная из этих отложений, близка к найденной в ергенинской свите (Баранов, 1954). Однако в надугольной свите содержится больше хвойных и широ­ колиственных пород и значительно меньше травянистых. Свита отне­ сена к верхнему миоцену (N 1®). Нерасчлененные верхнемиоценовые — нижнеплиоценовые отложения (N 1®—N2 ') представлены светлоокрашенными галечниками с прослоями и линзами белых, серых, желтых, иногда зеленоватых пестроокрашенных песков и песчанистых глин мощностью 5—25 м. Они встречаются как на территории Южно-Уральского бассейна, так и на платформе за его пределами в виде небольших изолированных участков на между­ речьях. Судя по условиям залегания, эти галечники образовались до эпохи мощных предкинельских поднятий или в начале ее и являются более древними, чем кинельская свита. Палеонтологических остатков в них не найдено. Пыльцевой спектр очень беден (ель, береза, ольха, травянистые). Можно полагать, что они одновозрастны с ергенинской свитой Поволжья. Однако во многих местах отличить эти песчано­ галечные образования от верхнемиоценовых не представляется возмож­ ным. Поэтому верхняя граница миоцена в Башкирском Предуралье неясна.

Плиоцен

364

Гельветский (?).

365

Собственно плиоценовые отложения на территории бассейна пред­ ставлены кинельской свитой, акчагыльским и апшеронским ярусами. К и н е л ь с к а я с в и т а (Ы2 *-2кп) представлена темно-серыми, зеле­ новато-серыми и серовато-коричневыми, нередко песчанистыми глинами. В верхней части свиты встречаются пачки песков, а в основании — галечники (мощностью до 30 м). Общая мощность отложений дости­ гает 300 м. Свита залегает в древних погребенных речных долинах (рек Белой, Уфы, Нугуша, Сакмары и др.), а также на площади ряда место­ рождений, где в ней известны непромышленные пласты угля. Отложе­ ния аллювиальные, озерные и лиманные. В них встречаются пресновод­ ные моллюски и растительные остатки. По составу пород и условиям залегания пресноводные образования необычайно близки к кинельским (болгарским) отложениям, известным в долинах рек Камы и Волги. Однако в нижней части их разреза встречена более древняя флора (П. И. Дорофеев) и остракоды (К. Н. Негадаев-Никонов), что позво­ ляет считать возраст свиты в основном нижне-среднеплиоценовым. А к ч а г ы л ь с к и й я р у с (И22а&) изучен значительно лучше. В нем выделяются три фации: морская, лиманно-лагунная и лимническая (Вахрушев, 1940; А. В. Миртова, 1947 г.; Г. Ф. Лунгерсгаузен, 1943 г.; Блудоров, 1956). Это темно-серые, зеленовато-бурые и серовато-бурые песчанистые глины и пески с линзами галечников. Встречаются прослои мергелей, известняков и плиты конгломерата. В морских и лагунных отложениях присутствует типичная акчагыльская фауна (кардиды и мактры). Мощность осадков морской фации не превышает 12 м, а общая мощность отложений достигает 40 м. Вероятно, акчагыльскими являются и галечники высоких (VI и VII) террас. Обычные отметки их залегания 100—180 м абсолютной высоты. А п ш е р о н с к и й я рус , и л и д о м а ш к и н с к и е с л о и (Ы23ар) выделяется условно. Сюда относятся розовато-коричневые, коричневые и темно-серые глины с растительными остатками и раковинами пресно­ водных моллюсков, а также желтые, палево-желтые и серые мелкозер­ нистые, иногда глинистые пески с линзами желтовато-коричневых глин и песчаников. В верхней части разреза присутствуют аллювиальные галечники. Мощность толщи 17—20 м. В нижнем течении рек Белой и Уфы эти отложения обычно встречаются на абсолютных отметках 125—137 м. Они слагают VI террасу и частично обнаруживаются в цо­ коле более низких террас. Как акчагыльские, так и апшеронские осадки приурочены в основ­ ном к долинам рек и понижениям современного рельефа. О б щ е е ы р т о в а я с в и т а (Ы22—(З1). Под этой свитой понимается залегающая на апшеронских отложениях толща буровато-коричневых, иногда буровато-серых и зеленоватых суглинков и песчанистых глин, переслаивающихся с супесями, песками и галечниками. Эти образова­ ния покрывают склоны долин и низкие водоразделы и рассматриваются как нерасчлененные верхнеплиоценовые—1нижнеплейстоценовые отло­ жения в связи с их стратиграфическим положением в разрезе и наход­ ками АгсНШзкойоп тизИ и А1сез 1аЩгопз (в верхнем горизонте). Мощ­ ность свиты колеблется от нескольких метров до 75 м. Четвертичные отложения Четвертичные отложения развиты повсеместно. Они представлены континентальными (аллювиальными, элювиальными и делювиальными) образованиями. Элювиально-делювиальные образования имеют резко

366

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

изменчивую мощность, достигающую максимума на склонах водораз­ делов (более 60 м ). Аллювий занимает обширные полости в долинах рек. В верховьях некоторых рек развит торф.

Тешпоника Предполагается, что в северной части Южно-Уральского бассейна кристаллический фундамент залегает на глубине 5—6 км, в южной — более чем на 8—10 км. Некоторые исследователи допускают наличие в породах фундамента поперечных (широтных) разломов и поднятий, по которым при последующих тектонических движениях происходило перемещение блоков, что отражалось на тектонике вышележащих отло­ жений и обусловило зональность в распределении на территории бас­ сейна осадков различного состава. И. С. Огаринов (1955) отметил такие разломы в районах Каратауского массива, г. Стерлитамака (Стерлитамакский) и широтного тече­ ния р. Белой (Мелеузовский). Примерно в местах, отмеченных И. С. Огариновым (Стерлитамакский и Мелеузовский разломы), В. Л. Яхимович (1958) предлагает широтные уступы, разделяющие тер­ риторию бассейна на три зоны: Ашинско-Стерлитамакскую, Стерлитамакско-Мелеузовскую и Сакмаро-Бельскую. Эти два уступа отмечают также А. И. Олли и В. А. Романов (1959). По их мнению, между г. Стерлитамаком и пос. Мелеузом по изогипсе минус 5500 м вырисовы­ вается сводообразный Ишимбаевский выступ кристаллического фунда­ мента. По данным Ф. И. Хатьянова (1957), между Тимашевским, Хаба­ ровским и Матвеевским месторождениями угля и широтным течением р. Сакмары имеется еще одна Предсакмарская зона относительного поднятия кристаллического фундамента. Тектоника нижнего пермо-триасового комплекса О структурных формах, которые образованы породами нижнего пермо-триасового комплекса, дает представление положение кровли артинских отложений, наиболее изученное в северной и центральной частях Южно-Уральского бассейна (рис. 137). По данным А. И. Олли и В. А. Романова (1959), сакмаро-артинские отложения слагают здесь крупную синклиналь, западное крыло которой постепенно под углом 50° переходит в восточный моноклинальный склон Русской платформы, слегка осложненный, как и зона перехода, брахискладками второго и третьего порядков. Восточное крыло синклинали более крутое (30— 70°) сочленяется с передовыми хребтами Урала. В приосевой части синклиналь осложнена узкими антиклинальными поднятиями, оси которых имеют простирание более близкое к меридио­ нальному, чем ось депрессии. Вследствие ныряния шарниров поднятий образовались брахиантиклинальные структуры (Кинзебулатовская, Пастушинская, Воскресенская и др.). У восточного борта депрессии иногда появляются брахиантиклинальные одиночные складки типа Красноусольской, также имеющие субмеридиональное простирание. Вдоль западного борта депрессии прослеживается цепочка рифовых массивов, отделенных от склона платформы более мелкой (глубиной до 1 км) синклиналью второго порядка. Общая ширина депрессии по артинским отложениям на простирании между Каратауским выступом и широтным течением р. Белой колеблется от 20 до 50 км. Тектоника сакмаро-артинских отложений в южной части бассейна изучена слабо. Геофизическими работами здесь установлено продолже­ ние цепочки погребенных рифовых массивов, располагающихся вдоль

Рис. 137. Схема строения Предуральской депрессии по кровле артинского яруса. По материалам А. И. Олли и В. А. Романова, Ф. И. Хатьянова и др. 1 — границы краевого прогиба по кровле ар­ тинского яруса; 2 — стратоизогипсы поверх­ ности артинских отложений; 3 — сакмаро-ар­ тинские рифовые массивы, выходящие на дневную поверхность в виде шиханов или установленные буровыми работами; 4 — рифо­ вые массивы, установленные геофизическими работами; 5 — предполагаемые разломы кри­ сталлического фундамента; 6 — зоны относи­ тельного поднятия (выступы) кристалличе­ ского фундамента; 7 — дизъюнктивные нару­ шения верхнекунгурских, верхнепермских и нижнетриасовых образований; 8 — ось восточ­ ной основной ветви Предуральской депрес­ сии, установленная геофизическими исследо­ ваниями; 9 — предполагаемая ось западной ветви депрессии. Б у р о у г о л ь н ы е ме­ сторождения: I — Зилимское, II — Се­ меновское, III *— Бабаевское, IV — Маячное, V — Куюргазинское, VI — Южно-Куюргазинское, VII — Тугустемирское, VIII — ЯманЮшатырское, IX — Тюльганское, X — Репьевское, XI — Быковское, XII — Сандинское, XIII — Юшатырское, XIV — Хабаровское, XV — Матвеевское, XVI — Тимашевское

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Южно-Уральский буроугольный бассейн

западного борта прогиба. Положение оси депрессии, по данным этих работ, проводится от устья р. Кривли на устье р. Большой Ик через Тугустемирское, Яман-Юшатырское, Тюльганское, Репьевское и Быков­ ское месторождения, огибая Лредсакмарскую зону относительного под­ нятия кристаллического фундамента с северо-востока и востока. Ось депрессии совпадает с простиранием разломов в красноцветной толще, с которыми связано формирование вышеназванных угольных месторо­ ждений. Аналогичное расположение вдоль западного борта прогиба Маячного, Чикановского, Масловского и других месторождений позво­ ляет предполагать наличие здесь одной или нескольких дополнительных синклиналей в артинских отложениях, оси которых, возможно, сходятся в районе Куюргазинского и Бабаевского месторождений. Нижняя досоленосная толща отложений кунгура повторяет струк­ турные формы арчинского яруса. Соленосные отложения кунгура выполняют отрицательные формы рельефа артинских образований. В северной части бассейна они обра­ зуют пологие и широкие складки с относительно слабым проявлением разрывной тектоники. По восточной границе бассейна они повторяют структурные формы подстилающих и перекрывающих толщ. О текто' нике соленосных отложений кунгура на остальной площади бассейна можно судить преимущественно на основании изучения выходящих на дневную поверхность диапировых поднятий, а также по формам дисло­ каций красноцветного комплекса пород верхней перми и нижнего триаса. Обладая высокой пластичностью, кунгурские соленосные отложения повсеместно образуют наиболее сложные формы дислокаций, интен­ сивность которых увеличивается в южном направлении с возрастанием мощности этих отложений и увеличением глубины их залегания. На перемещение пластичных соленосных масс оказывали воздействие не только региональные тектонические процессы, под влиянием которых формировались меридионально ориентированные складки и разрывные нарушения, но и давление вышележащих толщ. Под воздействием по­ следнего происходило отжимание пластичных масс из осевых частей отрицательных форм докунгурского рельефа к их прибортовым частям, формирование меридионально вытянутых валов, осложненных диапирами, и поднятие соленосных масс по тектоническим разломам с обра­ зованием в красноцветной толще компенсационных мульд проседания. Галогенные осадки кунгура приподняты в антиклинальных зонах красноцветных пород по сравнению с их положением в синклиналях в различных районах бассейна от нескольких сотец до первых тысяч метров. Амплитуда поднятия диапиров над уровнем залегания кунгура в антиклинальных зонах колеблется от 200—500 м по периферии бас­ сейна и в северной его части до 1—1,5 км в южной части прогиба. Раз­ меры диапиров тоже изменяются в больших пределах: от 5—10 до 70—100 км2, чаще они составляют 20—50 км2. Определенной зависи­ мости их размеров от глубины залегания кунгура и амплитуды его поднятия не наблюдается. Самые крупные диапиры располагаются в южной части бассейна, где галогенная толща имеет максимальную мощность. Морфология диапиров довольно сложная. Они состоят из основ­ ного поднятия, большая часть которого обычно занята мезозойской впа­ диной, и молодых ядер (1—4), возвышающихся по краям впадины. В непосредственной близости к этим ядрам располагаются молодые палеоген-неогеновые мульды, также более мелкого размера. Иногда имеют место дополнительные центральные ядра, поднятие которых усложняет конфигурацию мульд.

Для диапировых поднятий характерна резкая асимметрия. Обычно крутое крыло их обращено к осевой зоне депрессии. Это вполне согла­ суется с аналогичной асимметрией антиклинальных зон и соответст­ вующим падением плоскостей разломов в красноцветной толще. Верхняя переходная толща кунгура дислоцирована совместно с крас­ ноцветной толщей. Красноцветная толща в общем структурном плане повторяет основ­ ные черты тектоники сакмаро-артинских отложений, но отличается большей сложностью, обусловленной дополнительным проявлением со­ ляной тектоники в подстилающих кунгурских отложениях (рис. 138). В крайней северо-западной платформенной части бассейна (Стерлибашевский и Рязано-Охлебининский валы Русской платформы) по­ роды кунгурского и уфимского ярусов подверглись слабой складча­ тости. Соляная тектоника в связи с выходом кунгура на поверхность на больших площадях, неглубоким его залеганием и малой мощности галогенных отложений имеет слабое развитие. Ё северо-восточной части бассейна, отвечающей наиболее суженному отрезку краевого про­ гиба, благодаря наличию продольных поднятий докунгурского фунда­ мента, кунгурские и уфимские породы тоже собраны в линейные складки. Соляная тектоника имеет здесь небольшое развитие. Южнее (до широты' г. Мелеуза) получает развитие петельчатая структура (Богданов, 1956): более или менее изометричные брахисинклинальные складки, сложенные породами уфимского и казанского ярусов, распо­ лагаются между поднятиями, имеющими в своей основе рифовые мас­ сивы или субмеридиональные антиклинальные поднятия по артинским отложениям. Брахисинклинали ограничиваются узкими антиклиналь­ ными зонами и линейными диапирами широтного и меридионального направлений, которые в местах пересечения образуют крупные узловые диапиры сравнительно небольшой амплитуды. Восточная окраина южной части бассейна характеризуется блоковой структурой с преиму­ щественно моноклинальным (западным) падением слагающих ее с по­ верхности уфимских и казанских пород, что, по-видимому, обусловлено резким погружением в южном направлении осевой зоны прогиба. Эта зона на юге бассейна имеет четко выраженную синклинальную структуру юго-юго-восточного простирания и сложена преимущественно породами татарского и ветлужского возраста. А. С. Хоментовский назы­ вает ее Главной синклиналью, а И. В. Орлов — Осевой синклинальной структурой (учитывая, что она дополнительно осложняется тремя узкими антиклинальными зонами, между которыми располагаются широкие синклинали). Ширина этой структуры доходит до 30 км, длина составляет 100 км. Западная окраина южной части бассейна, в сложении которой участвует весь комплекс красноцветов (от уфимских до ветлужских), характеризуется наиболее .сложным строением, основу которого состав­ ляет типичное чередование антиклинальных и синклинальных зон. Синклинальные складки бассейна имеют довольно простое строе­ ние. Падение пород на их крыльях редко превышает 20—30°. В связи с ундуляцией осей складки часто приобретают характер брахисинклиналей. Ширина синклиналей обычно составляет 5—15 км, а длина 15—20, редко до 40—50 км. Но в связи с тем, что складки располага­ ются на продолжении друг друга, они образуют синклинальные зоны, протягивающиеся на 60—100 км. Антиклинальные поднятия в большинстве случаев осложнены раз­ ломами, по которым произошло внедрение линейно-вытянутых диапи­ ров. Вследствие этого сводовые части антиклиналей сильно нарушены и выражены нечетко, а углы падения крыльев вблизи разломов и диа-

368

24

Зак. 638

369

Южно-Уральский буроугольный бассейн

371

пиров доходят до 70—90°; наблюдаются и опрокинутые залегания по­ род. В связи с нечетко выраженными структурными элементами для антиклинальных поднятий более применим термин зоны. Ширина анти­ клинальных зон обычно составляет 2—3 км (реже 5—7 км), по прости­ ранию они прослеживаются на 80—130 км с местными погружениями осей. В ряде случаев эти зоны сливаются, в других имеет место кули­ сообразное расположение их относительно друг друга. Описанные структурные элементы часто являются асимметричными. Так, внешние (по отношению к оси прогиба) крылья синклиналей длиннее внутренних. Антиклинальные зоны в западной части прогиба характеризуются крутыми восточными крыльями, а в восточной части, наоборот, крутыми западными. Количество синклинальных и антиклинальных зон (в одном сече­ нии) на юге бассейна колеблется от 5 до 7, в средней его части умень­ шается до 4—3, а на севере до 2—1. Чередование широких пологих синклиналей с узкими нарушенными антиклинальными зонами создает характерную для верхнепалеозой­ ского фундамента бассейна гребневидную форму складчатости. Коли­ чество и амплитуды разрывных нарушений возрастают в южном на­ правлении. Наибольшее распространение имеют продольные субмеридиональ­ ного направления разломы, приуроченные практически ко всем анти­ клинальным зонам. Обычно они обрывают их крутые крылья, обращен­ ные к оси синклинория. Амплитуды смещения достигают 1,5 км и более. Наличие разломов установлено в восточных крыльях Куянышевской, Юшатырской и Молокановской антиклинальных зон, в западных крыльях Кривлевской и Белоглинской зон и т. д. Отмечается наличие широтных и субширотных разломов, пересе­ кающих в равной степени синклинальные и антиклинальные зоны, что говорит о более позднем возрасте их проявления. Часть из них про­ странственно совпадает с положением предполагаемых нарушений (уступов) допалеозойского фундамента (например, по широтному тече­ нию рек Белой и Юшатыря). Другие прослеживаются вдоль рек Нугуша, Тора и Наказа, по разным склонам долин которых имеет место смещение структур. Кроме описанных, в красноцветной толще фиксируются многочис­ ленные мелкие разрывные нарушения, образовавшиеся в связи с внед-

Рис. 138. Тектоническая схема средней и южной частей Южно-Уральского бассейна / — антиклинальные зоны ( / — Сухайлинская, 2 — Сандинская, 3 — Куксырская, 4 — Юшатырская, 5 — Тимашевская, 6 — Семеновская, 7 — Мелеузовская, 8 — Куянышевская, 9 — Чебеньковская, 10 — Боклинская, 11 — Белоглинская, 12 — Кривлевская, 13 — Аптраковская, 14 — Байгузинская, 15 — Татьяновская, 16— Подгорненская); 2 — синклинальные структуры и положение их осей ( / — Муталовская, II — Шабагишская, III — Мурапталовская, /V — Озерковская, V — Карагайская, VI — Дарвинская, VII — Александровская, VIII — Каменская, IX — Зирганская, X — Ямансаровская, XI — Аустьяновская, XII — Бишбулякская, XIII — Наказская, XIV — Торская, X V — Осиповская, XVI — Верхоторская, XVII — Рязановская); 3 — блоки с моноклинальным залеганием пород пермо-триаса; 4 — основные разломы; 5 — диапиры; 6 — криптодиапиры ( / — Шайтанский, II — Ба­ баевский, III — Сандинский, IV — Белоглинский, V — Кривлевский, VI — Подгорненский, VII — Разномойский, VIII — Хабаровский, IX — Боклинский, X — Карабердинский, XI — Быковский, XII — Сергиевский); 7 — впадины мезозойского возраста установленные, выполненные преимущественно: а — безугольными осадками, б — угленосными; 8 — впадины мезозойского возраста предполагае­ мые; 9 — мульды кайнозойского возраста установленные, выполненные преимущественно: а — без­ угольными осадками, б — угленосными; 10 — мульды кайнозойского возраста предполагаемые. О с н о в н ы е в п а д и н ы и м у л ь д ы : 1 — Ташлыгырская, 2 — Ромодановская, 3 — Семеновская, 4 — Ротатбашевская, 5 — Грачевская, 6 — Воскресенская, 7 — Дмитриевская, 8 — Загребайловская, 9 — Шайтанская, 10 — Бабаевская, / / — Маячная, 12 — Куюргазинская, 13 — Красный Восток, 14 — Пинегинская, /5 — Кривлевская, 16 — Суракайская, 17 — Подгорненская, 18 — Чикановская, 19 — Кунакбаевская, 20 — Баянская, 2 1 — Белоглинская, 22 — Товакановская, 23 — Тугустемирская, 24 — Разномойская, 25 — Казлаир-Ялчикаевская, 26 — Яман-Юшатырская, 27 — Алексеевская, 28 — Мас­ ловская, 29 — Тюльганская, 30 — Урман-Ташлинская, 31 — Малеиновская, 32 — Хабаровская, 33 — Козловская мульда Яманской впадины, 34 — Восточно-Репьевская мульда Яманской впадины, 35 — Боклинская мульда Матвеевской впадины, 36 — Матвеевская мульда одноименной впадины, 3 7 _ Быковская, 38 — Новомихайловская, 39 — Новосаккулакская, 40 — Дмитриевская, 41 — Тима­ шевская, 42 — Грязцовская, 43 — Старосаккульская, 44 — Спасская, 45 — Новокульчумовская 24*

372

Бассейны, и месторождения кайнозойского возраста

рением диапиров. Очевидно, наличие их облегчало возникновение и про­ седание компенсационных впадин, выполнявшихся угленосными осад­ ками. В контакте гипсов и красноцветов образуются тектонические брекчии.

(У

3

3 сч

2. л2

Тектоника верхнего (продуктивного) комплекса «_

та га

х о.

К л X ч0

аз ча

и «О ** 3 яев 2ЬСо

* 8! ^ а! X& -с аз :

Бабаевское месторождение

Мезозойские и кайнозойские продуктивные осадки Южно-Ураль­ ского бассейна (до среднемиоценовых включительно), как указывалось выше, выполняют тектонические впадины и мульды в красноцветных породах пермо-триаса. В пространственном размещении этих впадин подмечена опреде­ ленная закономерность, отражающая генетическую взаимосвязь их фор­ мирования с тектоникой подстилающих пермских пород. Большая часть их определенно приурочена к осям отрицательных форм артинского рельефа, для которых характерно увеличение мощности галогенной толщи кунгура и как следствие — повышенная интенсивность проявле­ ния соляной тектоники. Зависимость формирования впадин и мульд, содержащих мезо-кайнозойские продуктивные отложения, от соляной тектоники подробно рассмотрена в работах А. С. Хоментовского и И. В. Орлова. Ими отме­ чается, что почти все известные в бассейне впадины и мульды (94%) располагаются в непосредственной близости от диапировых поднятий кунгура в пределах одних и тех же антиклинальных зон, размеры впа­ дин и диапиров соизмеримы, изометричные диапиры сопровождаются округлыми мульдами, а линейные — вытянутыми. Впадины и мульды чаще приурочиваются к контакту диапиров с вмещающими породами и большая часть их располагается на площади диапировых поднятий. Реже они занимают центральные части последних и тогда окружаются максимально приподнятыми штоками гипсов. В тех случаях, когда основное приподнятое ядро диапира доступно для наблюдения, можно видеть, что падение слоистости (плойчатости) гипса направлено под углом 70—90°, реже 50—60°, всегда в сторону прилегающей к нему мульды (Кривлевский, Белоглинский, Боклинский, Сергиевский, Разномойский и др.). Это свидетельствует о выжимании гипса из-под про­ гибающейся мульды. Плоскости разломов, по которым диапиры надви­ нуты на окружающие породы, также падают в сторону мульд (Подгорненской, Белоглинской, Кривлевской); в том же направлении уходят на глубину карстовые пещеры (Белоглинекая). В третьей зоне южной части бассейна преобладают впадины, зани­ мающие краевое положение по отношению к диапиру (Тюльганская, Репьевская, Боклинская, Матвеевская, Тугустемирская, Баянская, Сандинская, Дмитриевская, Суракайская и др.). В центральной части бассейна и по крыльям прогиба в южной части, т. е. там, где кунгурская соленосная толща залегает не очень глубоко, наряду с краевыми впадинами часто встречаются и сводовые, занимающие среднюю часть поднятий кунгура и часто вытянутые по их оси (Шайтанская, Спас­ ская, Ново-Михайловская, Ново-Кульгинская, Куязинская, Ромоданов­ ская, Кинзякеевская, Зирганская). Как правило, у западной окраины бассейна впадины располага­ ются обычно к западу от диапиров, а у восточной — к востоку от них, т. е. на пологих крыльях антиклинальных зон и диапировых поднятий. Для всех впадин характерно наличие осадков пяти-шести седиментационных комплексов — триасового, юрского (редко мелового), палео­ генового, неогенового и четвертичного возрастов, что свидетельствует о неоднократных перерывах и возобновлениях прогибания в результате

Р&

аз 1Н К

а— 1к 3о. < V, е2; . О зя о5с кё аз X 0 о.'— ч> я 15* *2 §о О 5 о, Ч 5 о

О В С ф 2 и ,I 2аз

374

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста 2932

2933

2937

2939

2938

2935

2936

оживления соляной тектоники. Наличие в ряде впадин (Матвеевской, Репьевской, Суракайской, Бабаевской, Тугустемирской) торфяников и болот указывает о продолжающихся процессах соляной тектоники и в настоящее время. ■ Породы мезо-кайнозойского комплекса характеризуются преимуще­ ственно близким к горизонтальному слабоволнистым залеганием (рис. 139). Однако в результате неравномерного проседания различных участков впадин, и особенно в случаях развития внутренних диапиров, образовывались брахиформы, а последующий размыв приподнятых участков угольных залежей приводил к разрыву сплошности их зале­ гания (рис. 140). Углы падения пород на крыльях брахиантиклинальных поднятий увеличиваются до 20° с быстрым выполаживанием на глубину. Крутых разрывных нарушений в породах угленосной толщи 1172

2928 2927 1172а 1231 2929 2930

1231с

Рис. 140. Геологический разрез Маячного месторождения. По А. Т. Пономаренко 1 — кунгурские гипсы; 2 — казанские красноцветные отложения; 3 — пестроцветные отложения среднего и верхнего триаса; 4 — рэт-лейасовые отложения; 5 — морские верхнемеловые отложе­ ния; 6 — палеоген-неогеновые угленосные отложения; 7 — тектонические разрывы

не выявлено. Но в процессе ведения эксплуатационных работ на Ба­ баевском, Маячном и Тюльганском месторождениях в угольных зале­ жах и вмещающих породах отмечены довольно многочисленные мелкие нарушения с амплитудой до 3—5 м, удлиненные вздутия угольных за­ лежей (диапировые поднятия) высотой до 30 ж и шириной до 300 м, развитые на участках максимальной мощности и минимальной глубины залегания угольных залежей, тектонические клинья — небольшие при­ поднятые блоки залежей, ограниченные системой мелких разломов, а также мелкая складчатость. Диапировые поднятия угля иногда приобретают самые причудли­ вые формы и особенно, когда масса угля не только приподымает по­ крывающие его отложения, но и вклинивается в них (рис. 141). На тек­ тонике месторождений, расположенных в средней части диапировых поднятий при неглубоком залегании кунгура, отражается влияние кар­ стовых присадок, связанных с растворением солей. В этом случае за­ легание угольных залежей осложняется наличием древних погребенных и современных карстовых воронок. Так, на Наумкинском месторожде­ нии нижняя угленосная толща сохранилась только в древней воронке диаметром 150 м и глубиной 130 м (рис. 142). На Маклыкульском месторождении в связи с более молодой карстовой просадкой основная угольная залежь в центральной его части опущена по разлому на 30 м. Наибольшей прихотливостью отличается строение залежи Кривлевского месторождения, на площади которого имеется ряд как древних погре­ бенных, так и современных воронок, отражающихся на поверхности заболоченными блюдцами и озерами. В результате почва угольной за­ лежи испытывает ряд поднятий и опусканий, а падение пород на за­ падном крыле впадины достигает местами 70°.

7~ 7 ~ / 1 / / *

ООО о о 2

3

4

Рис. 141. Диапировые складки на Тюльганском месторож­ дении / — суглинки; .2 — галечники; 3 — глины песчанистые; 4 — глины жирные; 5 — глины с обломками лигнита; 6 — бурый уголь

з

В

,7?

3 Щ1Т-4

Ю

Рис. 142. Геологический разрез Наумкинского месторождения. По А. М. Челно­ кову и В. И. Громилину / ■ суглинки; 2 — песчано-гравийно-галечниковые отложения; 3 — пески; 4 — глины пестро­ цветные; 5 — глины песчанистые; 6 — глины углистые; 7 — уголь бурый; 8 — пески углистые; 9 — красноцветные породы уфимского яруса; 10 — разрывные нарушения

376

377

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Южно-Уральский буроугольный бассейн

УГЛЕНОСНОСТЬ

и асимметричное положение участков с максимальной мощностью угля относительно бортов впадин (Тюльганское, Хабаровское, Южно-Куюргазинское и др.). К .периферической части впадин происходит расслаивание и рас­ щепление угольных залежей. Если в центральных частях залежей мощности межугольных прослоев колеблются от нескольких сантимет­ ров до 2 м, то на периферии они возрастают до десятков метров, а угольные пласты постепенно утоняются, расщепляются и выклинива­ ются, замещаясь глинистыми углями, углистыми глинами и глинами, которые, по О. С. Адриановой, как бы обволакивают угольные залежи глинистым чехлом. Выше и ниже по разрезу и к периферии впадин жирные глины постепенно переходят в песчаные, а затем последова­ тельно — в алевриты и пески. При этом нередко общая мощность за­ лежи здесь увеличивается, но суммарная мощность угольной массы резко падает. Иногда на изменение мощности залежи отражается последующая эрозия угленосной толщи и мелкие дислокации углей под влиянием позднейших тектонических движений (Бабаевское месторождение). Строение угольных залежей преимущественно сложное, за счет на­ личия линзовидных прослоев глин, но в некоторых месторождениях (Бабаевское) угольные залежи совершенно не содержат породных про­ слоев. Местные повышения древнего (кунгурского) рельефа сопровож­ даются перерывами в распространении угольных залежей или умень­ шением их мощности. Чаще всего максимальная мощность залежей со­ ставляет для отдельных месторождений 5—20 м. Количество залежей в пределах одного месторождения колеблется от одной до четырех (рис. 144). При наличии перерывов в угленакоплении образование нижней I залежи связано с отложениями нижней угленосной свиты, II и I I I — с отложениями основной угленосной свиты, IV — верхней угленосной свиты. На некоторых месторождениях, где угленакопление в нижнем миоцене происходило непрерывно за счет слияния основной и верхней угленосных свит образовались единые мощные залежи (например, на Бабаевском мощностью до 105 м, на Кривлевском до 120 ж), условно отнесенные к отложениям основной угленосной свиты. I залежь известна только в пределах месторождений южной и центральной частей бассейна; угленакопления, связанного с нижней угленосной свитой в северной части бассейна, не установлено. Промышленный интерес угли этого возраста могут представлять только на Тюльганском месторождении. Здесь I залежь сложена двумя или тремя пачками угля мощностью от 0,5 до 9 ж при суммарной мощ­ ности их до 12 ж. В южной части бассейна наличие I залежи установ­ лено также на месторождениях: Маячном, Южно-Куюргазинском, Мас­ ловском, Сандинском, Городецком и Хабаровском, где она представлена линзами с максимальной мощностью 2—7 ж при незначительном пло­ щадном распространении. В средней части бассейна в отложениях нижней угленосной свиты на ^месторождениях Ротатбашевском, Семеновском, Ромадановском и Байгузинском вскрыто от одной до трех линз, имеющих небольшие площади распространения и мощности от 0,6 до 8 ж. Малая площадь распространения угольных залежей, незначитель­ ная их мощность, большие глубины залегания (от 40 до 311 ж) и не­ благоприятные гидрогеологические условия разработки (залегание угольных линз среди обводненных песков) определяют непромышлен­ ное значение большей части углей нижней угленосной свиты. Основная угленосная свита характеризуется наличием мощных угольных залежей. Центром угленакопления являлась южная часть бас-

На территории Южно-Уральского бассейна было три этапа углепроявления: в верхнем триасе, нижней — средней юре и в палеогеннеогеновое время. Промышленная угленосность связана -с последним этапом. Угленосность верхнетриасовых отложений установлена в Суракайской впадине, где среди голубовато-серых и зеленовато-серых алеври­ тов и иловатых глин верхнесуракайской свиты встречены черные агатизированные лигниты и маломощ­ ные (10—35 см) прослои рыхлых листоватых и плотных бурых полублестящих штриховатых углей — кутикуловых дюренов с макроспо­ рами. Юрское углепроявление уста­ новлено в Ивановской, Биктейской, Боклинской, Матвеевской, Чебеньковской, Быковской, Тимашевской, Чикановской, Репьевской, ЯманЮшатырской и Ключевской муль­ дах. В континентальных юрских от­ ложениях содержатся витренизированные лигниты, включения фюзена и пласты глинистых плотных бурых углей с изменчивой мощностью обычно в пределах 10—80 см (иног­ да до 8 м). В связи с высокой золь­ ностью, малой площадью распро­ странения и неустойчивостью пла­ стов эти угли промышленного зна­ чения не имеют. Основным в бассейне является угленакопление палеоген-неогеновоРис. 143. Формы буроугольных залежей го возраста, ритмично проявившее­ Бабаевского (а), Матвеевского (б), ся от верхнего олигоцена до плио­ Маячного (а) и Тюльганского (г) мес­ торождений цена включительно. Но промышлен­ 1 — границы впадин; 2 — угольная залежь ная угленосность связана в основ­ (в плане); 1В^

ЁЗ

« Ж ¢^11¾¾ '1 та а I н /и / [ ■ Я Р И :•! 1:-:-11:-:-:1

Я

эонэаонэ^ээ эонээзврвд

хо о„

(ин-ьА ИИИ39ЭВ1/0ИС1з Ч В С и

а

а

1008 ионвонзо8 ) эоюнисеЛАя '

О

\

нн

н \

10

эоюнизэнии

*0 |Ю Я 7 ---------1 1 Ш ё 7---------

^

й\ в ЭОМ30Э1/ВИс1я

ЗОНЬКВ^М ТТЗ1 ?-.* М1г"':7174:1М :|:-7Ч 4 0 % ; 2 - 25-40%; 3 - ** III угольная залежь наибольшее промышленное значение имеет на юге месторождения. Суммарная мощность ее меняется от 1 до 26 ж при мощности угольной массы от 1 до 19 ж, количе­ ство угольных пачек изменяется от 1 до 8. Глубина залегания залежи 10— I 205 ж. На большей части месторожде- с ния залежь размыта. Верхняя ^ угленосная свита достигает максимального развития у пос. Старой Михайловки, где о ней связана мощная IV* угольная за­ лежь. Углевмещающими породами в этой свите являются песчанистые, 27*

420

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

реже чистые глины, алевриты и пески. Глубина ее залегания 15—150 ж. Максимальная мощность 60 ж, при полезной 58,5 ж (Старо-Михайлов­ ский участок), колебания в мощности залежи 1—14,2 ж, при количестве угольных пачек от 1 до 4 и мощности угольной массы от 0,25 до '11,2 ж.

Южно-Уральский буроугольный бассейн

обычно составляет 30—50 ж, местами 100— 130 м. Венчают разрез буровато-коричне­ вые четвертичные суглинки мощностью до 15 ж. Наилучшим качеством обладают угли II залежи на центральном и южном участ­ ке (А° — 23—27%). Зольность углей III и IV залежей колеблется от 30 до 37%. Угли I залежи более высокозольные (Ас в сред­ нем 42,7%). Поэтому все содержащиеся в I залежи запасы отнесены к забалансо­ вым по зольности. Балансовые запасы угля по залежам следующие (в млн. г ) : II — 119,5; III — 9,6; IV — 8,8. Кривлевское месторождение

Рис. 156. Схематическая геологическая карта ЮжноКуюргазинского месторождения. По О. С. Адриановой и И. Г. Тарасову ^ — контур впадины; 2 — контур распространения II угольной залежи; 3 — средний — верхний триас; 4 — юра; 5 — мел; 6 — верхний палеоген (нижняя угленосная свита); 7 — нижний и средний миоцен (основная и верхняя угленосная свиты); 8 — верхний миоцен (надугольная свита); 9 — плиоцен

Надугольная свита сложена пестроцветными глинами, песками и галечниками. Сохранилась она на месторождении только в виде неболь­ ших изолированных пятен. Максимальная мощность ее (на юге) дости­ гает 34 ж. Выше залегают нерасчлененные плиоценовые и четвертичные отло­ жения, нивелирующие неровности древнего рельефа. Мощность их

421

5я во я: ч с2* 3; | к О 122 2 а?! 2 а!

ои кГ З2 Кривлевское месторождение располо­ жено у с. Кривля-Илюшино Куюргазин¢Ой? 6 >»в ского района БАССР (рис. 158). По долине р. Кривли проходит регио­ с- оз« »х о. нальный разлом, с которым связаны не­ О н н большие, но глубокие впадины и диапиро>. а I Ц 53 вые поднятия с выходом на поверхность о ^ К ,а кунгурских гипсов. * Ш В основании продуктивной толщи за­ 2 !§. (-1 н легает нижняя угленосная свита, представ­ со | 2 ф 12 а.«& ленная алевритами и песками и включаю­ со дГс щая тонкие прослои угля. Мощность ее достигает 45 ж. Основная и верхняя угле­ к носные свиты представлены здесь единой III 56 ° з5 мощной буроугольной здлежью и вмещаю­ 11| ф 2 х я 11Щ я я и с; а* щими глинами. Надугольная свита пред­ К . I ставлена светлыми пятнистыми глинами и 8> глинистыми песками с гравием и галькой. Выше с размывом залегают плиоценовые и четвертичные образования мощностью до 60 ж. Мощность угольной залежи достигает 120 ж. В плане она имеет форму крупной линзы длиной 1,2 км при наибольшей ши­ рине 0,4 км. Площадь залежи 0,25 км2. Залежь и вмещающие ее породы дислоци­ рованы. Углы падения пород у бортов до­ стигают 45—60°. Они обычно увеличи­ ваются с глубиной и иногда достигают 90°. Местами у бортов впадины залежь выхо­ дит на поверхность и залегает на глубине 1—2 ж, а в центре впадины и у северовосточной окраины погружается на глу­ I бину 60—70 ж. В структуре месторожде­ ния хорошо видны карстовые просадки. Зольность (А°) углей в среднем составляет 21%, наименее золь­ ные угли (Ас до 20%) приурочены к средней части залежи, с повышен­ ной зольностью (25—40%) к верхней части и почве залежи. Харак-

422

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Южно-Уральский буроугольный бассейн

терно повышенное содержание битумов, которое в среднем составляет 18—24% на сухой уголь и достигает максимального значения 28% для углей бассейна.

На широте пос. Санинского наблюдается сильное сужение впадины. В результате поднятия гипсов палеоген-неогеновые отложения оказы­ ваются здесь разобщены выходами мезозоя и площадь месторождения разделяется на два участка: Северный (более крупный) и Южный.

423

По 1-1

1000

Рис. 158.

С хем ат и ч еск ая геол оги ч еск ая к ар та и р а з р е з К р и в л ев ск ого м е с т о р о ж ­ д ен и я . По О. С. Адриановой 1 — контур впадин; 2 — контур распространения II угольной залежи; 3 — гипсы кунгура; 4 — средний — верхний триас; 5 — верхний палеоген (нижняя угленосная свита); 6 — ниж­ ний и средний миоцен (основная и верхняя угленосные свиты); 7 — верхний миоцен (надугольная свита); 8 — плиоцен; 9 — суглинки; 10 — галечники; 11 — глины песчаные; 12 — глины жирные; 13 — глины углистые; 14 — бурые угли

И Iя"'"Н? I N2 |8 | » ~ [ э Щг^?о

1500 м

72

§73

ЕЕЗ74

Рис. 159. Схематическая геологическая карта и разрез Яман-Юшатырского месторож­ дения. По Е. М. Немиря

Яман-Юшатырское месторождение Расположено оно в 12—15 км к северо-западу от Тюльганекого, в долине р. Яман-Юшатырь (правый приток р. Малая Юшатырь), в Троицком районе Оренбургской области. Месторождение приурочено к почти меридионально-вытянутой впа­ дине, ограниченной с запада и востока двумя субпараллельными сбро­ сами (рис. 159). Борта грабена слагают красноцветные породы казан­ ского и татарского ярусов. Мезо-кайнозойский комплекс пород, выпол­ няющих впадину, представлен отложениями среднего—верхнего триаса, юры, палеоген—неогена и плиоцена.

1 — контур впадины; 2 — контур распространения II угольной залежи; 3 — средний — верхний триас; 4 — юра; 5 — палеоген; 6 — нижний и средний миоцен (основная и верхняя угленосные свиты); 7 — верхний миоцен (надугольная свита); 8 — плиоцен; 9 — суглинки; 10 — глины песча­ ные; П — глины жирные; 12 — угли бурые; 13 — красноцветы пермо-триаса; 14 — тектонические нарушения

В южной части Северного участка выходы мезозойских пород про­ слеживаются в виде полосы параллельно простиранию впадины и вдоль ее бортов. В связи с этим угленосные палеоген-неогеновые отложения на этом участке образуют в плане подковообразную дугу. Основная часть запасов угля сосредоточена в северной и северо-западной частях участка. В пределах Южного участка палеоген-неогеновые отложения

залегают в двух небольших мульдах, также разобщенных выходами триасовых и юрских отложений. Угленосная толща залегает на размытой поверхности мезозойских пород. Она представлена нижней и основной угленосными и н.адугольной свитами. Нижняя угленосная свита сложена серыми, белыми и буроватыми алевритами, песком, галечником и алевритистыми глинами, вмещаю­ щими залежи бурого угля мощностью 1,2 м. Мощность свиты дости­ гает 80 м.

Южно-Уральский буроугольный бассейн

425

с повышением рельефа поверхности на север глубина залегания возрастает до 60—80 м. В северо-восточном направлении залежь по­ гружается под углом 10° и глубина залегания ее у восточного борта впадины достигает 150—200 м. У бортов впадины углы падения залежи увеличиваются до 20—30°. Угли от­ носятся к повышеннозольным, зольность их в среднем для месторождения колеблется в пределах 25—30%, для глинистых разно­ стей 40—50%. Балансовые запасы угля на Северном участке составляют 78,1 млн. т, на Южном — 1 млн. г.

Рис. 160. Схематическая геологическая карта Репьевского месторождения. По Е. Г. Бурковской / — контур впадины; 2 — гипсы кунгура; 3 — средний •—верхний триас; 4 — юра; 5 — верхний палеоген (нижняя угленосная свита); 6 — нижний и средний миоцен (основная и верхняя угленосные свиты); 7 — верхний миоцен (надугольная свита); 8 — плиоцен

Основная угленосная свита содержит залегающую в глинах мощ­ ную II буроугольную залежь. На размытой поверхности этой свиты залегает надугольная овита, представленная глинами, песками и галеч­ никами. Мощность ее достигает 90 м. На ней лежат галечники плиоцена мощностью до 20—30 м, перекрытые песчанистыми плиоценовыми гли­ нами, вмещающими тонкие пласты бурых углей. Мощность плиоцена варьирует от 10 до 80 м. Отложения плиоцена перекрыты четвертич ными суглинками с линзами галечников суммарной мощностью 25 м. II угольная залежь имеет многопачечное строение. Суммарная мощ­ ность угля в ней колеблется на западе от 5 до 50 м, на востоке она достигает 30—32 м. .Мощность угольных пачек изменяется от 0,5 до 16 м. Почву залежи слагают алевриты, мелкозернистые пески и песча­ нистые глины, а кровлю — пестроцветные глины с гравием и галькой. На Северном участке протяженность залежи с юго-запада на севе­ ро-восток равна 5,75 км при максимальной ширине 3,5 км. Общая пло­ щадь залежи в промышленных ее границах 6 км2. В западной части месторождения угли залегают почти горизон­ тально и кровля II залежи находится на глубине 22—56 м. В связи

Репьевское месторождение расположено около с. Репьевки Троицкого района Орен­ бургской области. С запада оно ограничено г. Алебастровой, а с востока Карамулинскими горами. На севере Яман-Тюльганский водораздел отделяет месторождение от Тюльганского. Месторождение приурочено к Яманской впадине, ограниченной сбросами северо-за­ падного простирания (рис. 160). Антиклиналь­ ным поднятием, в котором выведены на по­ верхность средне-верхнетриасовые отложения, впадина расчленена на две мульды, отвечаю­ щие Восточному и Западному участкам ме­ сторождения. На приподнятых крыльях мульд угленосные породы залегают под углами от 10 до 20°, а на остальной площади лежат почти горизонтально (рис. 161). Промышленная угленосность на место­ рождении приурочена к основной угленосной свите, содержащей угольную залежь довольно простого строения. Максимальной мощности (51 м) залежь достигает в северо-западной части Восточного участка. К восточному борту впадины мощность постепенно умень­ шается до полного выклинивания. На Запад­ ном участке залежь представлена двумя пла­ стами угля с максимальной мощностью 6 и 8 м. Глубина залегания угля возрастает от 12 м на крыльях антиклинального поднятия до 160 л в центре Восточной мульды. Покрывающие залежь отложения пред­ ставлены песчано-глинистой толщей среднего и верхнего миоцена, плиоцена и четвертич­ ными отложениями. Подстилается залежь песками нижней угленосной свиты, средне­ юрскими, а затем триасовыми песчано-глини­ стыми толщами. В бортах впадины залегают казанские и татарские отложения, а в анти-

ГО

0

Рис. 161. Геологический разрез Репьевского месторождения

Репьевское месторождение

пески; 3 — глины песчаные; 4 — глины жирные; 5 — глины углистые; 6 — угли бурые; 7 — юра; 8 — средний — верхний триас; 9 — красноцветы пермо-триаса

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

суглинки; 2

424

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Южно-Уральский буроугольный бассейн

клинальном поднятии у южной окраины месторождения выходят и кунгурские гипсы. Наиболее высококачественные угли (с зольностью до 20% и выхо­ дом битумов более 15%) распространены в средней зоне Восточного участка. В северо-восточной части (в зоне расщепления) участка золь­ ность увеличивается до 35% и более, а содержание битумов снижается до 10% и менее. Наибольший промышленный интерес представляет Восточный уча­ сток месторождения, где угольная залежь при длине 4,5 км и ширине от 50 м до 1,1 км (центр месторождения) имеет площадь распростране­ ния 2,7 км2. Балансовые запасы угля на Восточном участке составляют 71,2 млн. т, на Западном 3,2 млн. т.

многопачечное. При общей мощности 0,4—14,5 м мощность угольной массы составляет 0,4—11 м (в среднем 4,3 м ). Наименьшей зольностью обладают угли II залежи (Ас в среднем 22,6%). Угли III залежи характеризуются средней зольностью (34%).

426

427

Хабаровское месторождение Хабаровское месторождение является самым крупным по запасам углей месторождением бассейна. Расположено у пос. Верхняя Хабаровка, в Екатерининском районе Оренбургской области. Ж.-д. ветка на ст. Тюльган проходит в 12 км севернее месторождения. Угленосные отложения залегают в глубокой впадине, вытянутой в северо-западном направлении (рис. 162). Борта ее сложены красно­ цветными породами казанского и татарского ярусов. В данной части впадины на глубине около 500 м скважинами вскрыты кунгурские гипсы. Выше их залегают континентальные среднеюрские и морские меловые отложения суммарной мощностью около 360 м. На размытой поверхности этих отложений залегает угленосная толща мощностью 210 м, представленная нижней, основной угленосной свитами и нераечлененными отложениями верхней угленосной и надугольной свит. Выше с размывом лежат плиоценовые отложения мощностью около 300 м и четвертичные буровато-коричневые суглинки. Нижняя угленосная свита содержит маломощные линзы угля, не имеющие промышленного значения. В основной угленосной свите содер­ жатся две мощные угольные залежи II и III, разделенные песчано-гли­ нистыми породами суммарной мощностью от 7 до 40 м, в верхней —■ маломощные линзы угля. II угольная залежь распространена почти непрерывно на площади 9,4 км2 при длине 5,5 км и ширине 1,6—2,5 км. III угольная залежь в центральной части размыта глубоко врезавшейся плиоценовой доли­ ной и имеет в плане форму полукольца. Мощности залежей и глубины залегания колеблются в широких пределах. Наибольшая мощность залежей (для II 100 м, для III 11 м) приурочены к прибортовой юго-западной части месторождения. К цен­ тральной и окраинным частям впадины они постепенно утоняются и расщепляются. В северной части месторождения залегание залежей близко к горизонтальному, в южной части в результате осложнения складчатостью — наклонное. В юго-восточной части месторождения в районе развития флексурной складки угол падения пород достигает 60°. Глубины залегания углей по кровле III залежи в юго-западной части месторождения изменяются от 27 до 290 м, в юго-восточной (к востоку от поднятия) — от 90 до 170 м. В центральной части место­ рождения глубина залегания углей (по почве II залежи) достигает 380 м. Строение II залежи обычно довольно простое, двухпачечное. Пачки сливаются в центральной части месторождения. К бортам мощность межпластия увеличивается до 10—14 м. Строение III залежи сложное,

Рис. 162. Схематическая геологическая карта и разрезы Хабаровского месторождения. Условные обозначения см. на рис. 150 и 151

Большая глубина залегания углей и очень сложные гидрогеологи­ ческие условия значительно осложняют ведение вскрышных и эксплуа­ тационных работ.

4 28

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

Центральная часть бассейна Единственным месторождением центральной части бассейна, на котором подсчитаны балансовые запасы углей, является Семеновское. Семеновское месторождение Семеновское месторождение расположено у пос. Семеновского. Оно приурочено к впадине, которая в современном рельефе выражена в виде полузамкнутого понижения, открывающегося к северо-востоку в долину р. Белой (рис. 163).

Южно-Уральский буроугольный бассейн

429

Верхняя угленосная свита представлена в нижней части алеври­ тами и песками с галечником, а выше песчаными глинами с неболь­ шими линзами бурого угля. Мощность свиты 30—40 м. Плиоценовые и четвертичные отложения имеют мощность до 76 м. Залегание угленос­ ных отложений почти горизонтальное, полого-волнистое. Промышленное значение имеют в основном II и III залежи. II за­ лежь имеет простое строение в центре залежи, к периферии расщеп­ ляется. Площадь распространения 1,6 км2. Глубина залегания колеб­ лется от 45—60 м на севере до 193 м на юго-западе впадины. III залежь в центральной части имеет довольно простое строение. По отношению ко II залежи она несколько смещена на северо-запад. Глубина залегания изменяется от 24 м на севере до 175 м на юго-за­ паде впадины. С погружением залежи мощность ее уменьшается до 1—5 м. Площадь распространения 2 км2. Средняя зольность углей II залежи составляет 38%, III залежи 24%, содержание битумов соответственно 9 и 17%. Характерно высокое содержание серы (5с0б) до 4,5%. Балансовые запасы угля по залежам составляют: для II 5358 тыс. т, для III 20 937 тыс. т. Открытым способом, по заключению ВУГИ, может быть отработано только 25 тыс. т запасов, остальные пригодны для под­ земной разработки.

Северная часть бассейна В северной части бассейна известно много мелких месторождений. Геологические запасы угля подсчитывались в 1955 г. по 7 месторожде­ ниям, приуроченным к карстовым воронкам Аургазинского гипсового массива. Все подсчитанные запасы углей сняты с учета как не имею­ щие промышленного значения. Ниже в качестве примера приведено опи­ сание наиболее значительного Наумкинского месторождения. Наумкинское месторождение

Рис. 163. Схематическая геологическая карта и разрез Семенов­ ского месторождения. По М. А. Мульменко Условные обозначения см. на рис. 148 и 151.

Борта впадины сложены красноцветными отложениями казанского яруса. Бурением под выполняющей ее песчано-глинистой толщей вскрыты кунгурские гипсы. На размытой поверхности мезозойских от­ ложений залегает нижняя угленосная свита, представленная белыми песками, включающими маломощную (до 0,6 м) линзу угля. Мощность свиты не превышает 35 м. Основная угленосная свита представлена серыми плотными вяз­ кими глинами, вмещающими две угольных залежи: II (максимальной мощностью 5,6 м) и III (33 м). Кровля III залежи местами размыта, а иногда у-голь совершенно уничтожен эрозией. Мощность свиты дости­ гает 60 м.

Наумкинское месторождение расположено вблизи с. Наумкино Аургазинского района БАССР. Угленосные отложения залегают в древней эрозионной впадине среди красноцветных уфимских образований, нарушенных в связи с рас­ творением и карстованием нижележащих кунгурских гипсов (см. рис. 142). В разрезе палеоген-неогеновых отложений зафиксировано две эпохи заболачивания озерного миоценового водоема, а также крупная фаза карстообразования на границе нижнего и среднего миоцена, вызванная понижением уровня грунтовых вод в эпоху поднятия. В основании этих отложений залегает нижняя угленосная свита, представленная белыми кварцевыми песками с линзами алевритовых глин и базальным галечником. Основная угленосная свита развита не­ повсеместно. Суммарная мощность нижней и основной угленосных свит достигает 100 м. В южной части месторождения на песках лежит буро­ угольная залежь, имеющая максимальную мощность 27,6 м и среднюю 12 м. Залежь разделена на две пачки прослоем углистой глины. При­ урочена залежь к карстовой воронке диаметром около 160 м и нару­ шена сбросами с амплитудой до 50 м. Верхняя угленосная свита залегает с размывом на нижележащих породах и представлена песчано-гравийногалечными образованиями мощностью 15—40 м. В ней содержится буроугольная залежь средней мощностью 28 м и максимальной 46 м. Залегает она в двух разобщен­

Южно-Уральский буроугольный бассейн

Бассейны и месторождения кайнозойского возраста

В пределах бассейна среди других полезных ископаемых ведущее место занимает нефть, добыча которой из сакмарр-артинских отложе­ ний в северном и центральных районах приняла широкие размеры. Поисками на нефть охватывается и южный район. Нефтяными скважинами вскрываются мощные толщи галогенных осадков, содержащих каменные, калийные и другие соли. В настоя­ щее время поваренная соль добывается и используется в содовом произ­ водстве. Промышленное и гражданское строительство в пределах бассейна вызвало развитие промышленности строительных материалов, базирую­ щейся в основном на местном минеральном сырье. В границах бассейна имеются месторождения керамических глин, песков, гравия, кварцитов, песчаников, известняков, доломитов, гипса и асфальтитов. На месторождениях четвертичных глин в районах Кумертау, Мелеуза, Стерлитамака базируются кирпичные заводы. Запасы кирпичных глин в бассейне практически неограничены. Высокопластичные глины миоценового возраста обычно сопутст­ вуют буроугольным месторождениям или площадям развития отложе­ ний угленосной серии. Эти глины могут являться объектом попутной добычи при эксплуатации угля и служить сырьем для изделий строи­ тельной керамики и огнеупоров. Пески палеоген-неогеновых и четвертичных отложений эксплуати­ руются комбинатом «Башкируголь» на Маячном и Южно-Куюргазинском месторождениях для приготовления строительных растворов, отощения кирпичных глин и дорожного строительства. Однако третич­ ные пески, в силу их мелкой зернистости или большой глинистости, малопригодны для приготовления бетонов высоких марок. Этот дефи­ цит частично может быть компенсирован за счет русловых гравийно­ песчаных отложений рек Белой, Сакмары и их притоков. Гравийногалечно-песчаная смесь в настоящее время добывается в реках Белая и Малый Юшатырь. Для дорожного строительства могут быть использованы' песчано­ гравийные породы, образовавшиеся в результате выветривания пермотриасовых галечных песчаников. Обычно запасы месторождений этого типа невелики. В качестве бутового камня могут использоваться кварциты эоценового возраста, запасы которых очень ограничены (Сандинское, Михай­ ловское, Юшатырское и другие месторождения), а также известняки. Наиболее бедна строительными камнями южная часть бассейна. На строительстве Тюльганекого углеразреза в качестве бута используются известняки из Октябрьского месторождения, расположенного в 50 км к западу от него. Для обжига на известь эксплуатируется Сипрякское месторождение известняков (западный борт Тюльганекого угольного месторождения) и др., на которых утверждены запасы. Около г. Стер-

Т а б л и ц а 83 (не описанные в тексте)

Месторождение, углепроявление

*• к

С с" 2

_

«сев Л « 2 5и х 2

5 е 5 а Жя

Глубина залегания

Запасы, млн. т

>Л О

Е-> О

о ч

По балансу ВГФ ои X ч2 се 2 о а

46,0 49,0 26,0 13,9

38,0 23,0 18,3 12,6

забалан­ совые

Мощность, м « *) О ч