3.Некоторые сведения об угле.

Углеобразование - один из региональных геологических процессов, протекавший и возобновлявшийся при благоприятном сочетании тектонических, климатических, геоморфологических, фитоценологических и др. факторов. Крупные эпохи углеобразования приурочены к периодам медленных колебательных движений земной коры на фоне общего длительного погружения крупных областей и участков.

Для углеобразования существенное значение имели возникновение в нижнем палеозое наземной растительности и её эволюция в последующей истории Земли. Наличие в осадочных толщах гумусовых углей отмечается с силура, а угленакопление промышленного значения - с девона. Получившие в среднем палеозое развитие влаголюбивые папоротникообразные растения ограничивали размещение областей угленакопления приморскими (или постепенно терявшими связь с морем) равнинами - паралический тип углеобразования. С последующей эволюцией растительных форм и расселением их на суше связано перемещение областей углеобразования в глубь материков; преобладающее развитие получил лимнический тип углеобразования.

Анализ стратиграфического и палеогеографического распределения масс угля на Земле лёг в основу разработанной в 1937 П. И. Степановым теории поясов и узлов углеобразования. Им установлена определенная закономерность в размещении одновозрастных угольных районов и бассейнов в виде поясов широтного или субмеридионального направления, которые были приурочены к зонам земной поверхности с палеоклиматическими и геотектоническими условиями, благоприятными для накопления угольной массы.

На основании стратиграфического распределения учтённых запасов угля П. И. Степанов выделил два максимума углеобразования - в верхнем карбоне - перми и в палеогене- неогене, а также высказал предположение о наличии третьего - в юрско-нижнемеловое время. Последующие исследования подтвердили эти закономерности. В СССР основные запасы угля сосредоточены в бассейнах пермского (48,5%) и юрско-мелового (39%) возрастов.

Углеобразование является одним из региональных геологических процессов, проявившихся на территории всех континентов.

конецформыначалоформыПлощади непрерывного распространения угленосных формаций колеблются от нескольких до сотен тыс. км², мощности - от десятков м до 20 км, число заключённых в них пластов угля - от единиц до нескольких сотен. Согласно современным представлениям, все основные черты угленосных формаций - их мощность, пространственная изменчивость состава и строения, взаимоотношение с вмещающими породами, количественная и качественная характеристика угленосности, метаморфизм углей, тектоника и др.- определяются характером и интенсивностью колебательных движений земной коры, в тесной взаимосвязи с историей структурного развития и палеогеографией.

Так, для угленосных формаций, приуроченных к краевым прогибам, унаследованным и наложенным крупным впадинам на складчатом основании (см. Тектонические прогибы), характерны большая мощность формаций, зональность их тектонического строения (от сильно дислоцированных структур по границе с орогенными областями к спокойным в центральной и приплатформенной частях бассейна), многопластовость, горизонтальная и вертикальная зональность в проявлении регионального метаморфизма углей, широкий диапазон их марочного состава (от бурых до антрацитов). В России с этими формациями связаны бассейны, обеспечивающие сырьём коксохимическую промышленность: Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский и Печорский.

Крупные по масштабам процессы углеобразования приурочены к платформенным областям. В угленосных формациях, связанных с посторогенными (Челябинский и Тургайский бассейны), унаследованными и наложенными впадинами (Канско-Ачинский, Майкюбенский и Южно-Уральский бассейны) часто накапливались мощные угольные пласты. К платформенным синеклизам приурочены маломощные угленосные формации с невысокой угленосностью (Подмосковный и Иркутский бассейны). Степень углефикации углей платформенных формаций невысокая, преобладают угли бурые и каменные марок Д и Г. В орогенных областях углеобразование проявилось слабо, на локальных площадях, где создались благоприятные для континентального осадконакопления условия. Из-за сложной тектоники такие месторождения имеют очень ограниченное промышленное значение.

Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме углей сопровождается последовательным повышением в них относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ; в определённых закономерностях с экстремальными значениями на средних стадиях углефикации изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твёрдость, плотность, хрупкость, оптические, электрические и др. физические свойства угля (рисунок 1).

Рисунок 1. Изменение рабочей влажности (W^P), теплоты сгорания (Q^Г_б), содержания углерода (С^Г), выхода летучих веществ (V^Г) и отражательной способности витринита (R) с повышением степени углефикации углей

(по И. В. Ерёмину, Э.М.Паху).