В Узіюк - Вихідний рослинний матеріал петрографічний склад вгдновлешсть і відбивна здатність вугілля пласта - страница 1

Страницы:
1  2 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ Серія геол.

2009. Вип. 23. С. 126-140

VISNYKLVIV UNIV. Ser. Geol. 2009. Is. 23. P. 126-140

УДК 553.94 (477.82/.83)

ВИХІДНИЙ РОСЛИННИЙ МАТЕРІАЛ, ПЕТРОГРАФІЧНИЙ СКЛАД, ВГДНОВЛЕШСТЬ І ВІДБИВНА ЗДАТНІСТЬ ВУГІЛЛЯ ПЛАСТА v6 ЛЬВІВСЬКО-ВОЛИНСЬКОГО БАСЕЙНУ

В. Узіюк

Львівський національний університет імені Івана Франка 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4 e-mail: geomin@franko.lviv.ua

Описані місцеположення вугільного пласта v6 в розрізі вугленосної формації та зміни його геологічної будови і товщини в геолого-промис-лових і вугленосному районах. Уперше виявлено анатомо-морфологічним методом і детально описано вихідний вуглеутворювальний рослинний ма­теріал. Доведено переважання у середньопластових пробах вуглефікованої фітомаси над мінеральними домішками, провідну роль мацералів групи віт-риніту в органічній речовині вугілля, кількісне переважання мацералів гру­пи інертиніту над мацералами групи ліптиніту, мікроінгредієнтів кларену і дюрену над кларено-дюреном і дюрено-клареном. За наявними у прозорих шліфах ознаками вугілля маловідновлене типу "а" і перехідне типу "аб". Показник відбиття вітриніту несталий у розрізі пласта (0,90-1,03 %) і зако­номірно збільшується від 0,51-0,55 % на північному сході басейну до 0,86­1,35 % на південному заході.

Ключові слова: вугілля, вугільний пласт v6, вугленосна формація, гео­логічна будова пласта, вуглеутворювальні рослини і тканини, мацерал, мік-роінґредієнт, відновленість, показник відбиття вітриніту.

Пласт v6 розкритий розшуковими і розвідувальними свердловинами на тери­торії Нововолинського, Червоноградського геологопромислових і Південно-Західного вугленосного районів. Він залягає в нижній частині вугленосної товщі басейну, у відкладах іваницької світи нижче на відстані 4-21 м від пласта вапня­ку Nb 200-250 м від вугільного пласта п7н , який розробляють, і на 20-25 м вище від пласта вапняку V6. На півночі та сході басейну пласт v6 залягає на глибині 300-450 м, у центральній частині - 500-650, у південній - 700-900 м, а найбільші глибини його залягання виявлені свердловинами 6 042 (1 020 м) і 6 044 (1 315 м), пробуреними на південному заході басейну. Товщина вугільного пласта, як і всієї світи, загалом збільшується з північного сходу на південний захід і нестала у геологопромислових та вугленосному районах. За цим показником він належить головно до групи тонких (0,45-1,2 м, місцями більше), а за мінливістю - до двох типів: простого та середньої складності. Зведений стратиграфічний розріз пласта складається з трьох головних вугільних пачок (г6а, v6B, v6 с) і двох породних про­шарків (А, В), складених аргілітом, вуглистим аргілітом, інколи алевролітом. Різне їхнє площинне поширення зумовлено різночасовим у різних частинах ба-

© Узіюк В., 2009сейну початком і закінченням формування торф'яного покладу пласта, а неодна­кова товщина є наслідком різної стратиграфічної повноти розрізу. На значній території басейну переважає двопачкова будова пласта. В центральній частині намітилась зона, де пласта нема, орієнтована в субширотному напрямі, за фор­мою подібна до русла палеорічки, що розмила вугільний пласт або протікала у торф'яному болоті під час його формування. Генетичне заміщення вугілля вуглис­тим аргілітом розкрито свердловинами в центральній частині резервного блока шахти Великомостівська-7 і в північній частині поля шахти Червоноградська-1. У південній і центральній частинах басейну виявлено одно- і двобічне розчеплення пласта v6 відходом верхньої вугільної пачки (v6°) від середньої (v6b) на відстань до 6 м і більше. Стрімке збільшення товщини породного прошарку В інколи су­проводжує поява в ньому поряд з аргілітами алевролітів, інколи навіть піскови­ків. Просту однопачкову будову пласт має на Волинському родовищі та в півден­но-західній частині басейну. На півночі Нововолинського району товщина пласта переважно мала (не більше 0,35 м), а на інших ділянках його зовсім нема, або ж виявлений поодинокими свердловинами з товщиною 0,45-0,50 м. У Червоно-градському районі на ділянках 3, 4 і 6 товщина пласта збільшується до 0,55­0,65 м, а на ділянці Червоноградська-5 у більшості свердловин витримана робоча товщина - до 1,2 м, яка місцями збільшується до 1,4 м. Промислову товщину, перспективну для шахтного вуглевидобування, пласт має майже на всій площі південної частини Червоноградського геологопромислового району, а на значній площі ділянки Межиріччя-Західна простежений завтовшки 0,60-1,80 м. На Тяг-лівському і Любельському родовищах товщина пласта змінюється від перших сантиметрів до 1,20 м. Загалом пласт v6 - це єдиний кондиційний за товщиною (0,60-1,20 м, інколи більше) поклад вугілля нижньої частини розрізу вугленосної формації, поширений сумарно на значній території басейну. Запаси вугілля, підраховані на розвіданих ділянках, становлять 209,5 млн т. Поряд з вугіллям у пласті зосереджені великі ресурси газу метану. Дорозвідування пласта, комплек­сне вивчення вугілля, належне видобування його та метану і раціональне викори­стання їх у господарстві - надійна база для діяльності басейну на десятки років.

Незважаючи на порівняно добру розвіданість і вивченість геологічної будо­ви розрізів пласта, донині остаточно не вивчені вихідний вуглетворний рослин­ний матеріал, мацеральний та мікроінгредієнтний склад, відновленість і відбивна здатність вугілля Нововолинського, Червоноградського геологопромислових та Південно-Західного вугленосного районів, а також особливості складу і якості вугілля на території басейну. Детальне комплексне вивчення його складу та якос­ті сприятиме достовірному геологопромисловому оцінюванню пласта і вибору напрямів раціонального використання вугілля в господарстві.

Найповніше рослини кам'яновугільного періоду Львівсько-Волинського ба­сейну вивчали К. Новік і Т. Іщенко [6]. За їхніми даними, у керні відкладів візей-ського і серпухівського ярусів трапляються фітолейми і відбитки різних органів рослин типів плауноподібних, членистостеблових і папоротеподібних. Вони дос­товірно датують вік вмісних порід, проте факт знаходження їхніх решток лише у вуглевмісних породах не є прямим доказом того, що ці рослини росли на торф'яних болотах і постачали фітомасу для утворення торфу та вугілля. З нашо­го досвіду до торфовуглеутворювальних можна зачислити тільки ті рослини, продукти перетворення яких формують вугілля. Достовірну   інформацію провуглетворні рослинні асоціації можна отримати під час вивчення вугілля анато-мо-морфологічним, палінологічним, карпологічним, кутикулярним та іншими методами палеоботанічних досліджень.

Мета наших досліджень - узагальнення наявної інформації про геологічну будову пласта, склад, якість вугілля, їхні зміни на території геологопромислових та вугленосного районів і, головно, особисте комплексне вивчення вугільних проб, відібраних зі свердловин, які бурили. Усього вивчено й узагальнено інфор­мацію з 313 проб, у тому числі: мацеральний склад вугілля вивчений за 102 про­бами, мікроінгредієнтний - 103, показник відбиття вітриніту - за 108 пробами. Особливості геологічної будови розрізів пласта вивчені з 450 свердловин.

Вуглеутворювальні рослини пласта v6 ми вивчали вперше для басейну в прозорих двобічно полірованих шліфах і шліфах-брикетах анатомо-морфологіч-ним методом фітерального аналізу, розробленим на прикладі вугілля Донецького басейну [9]. Мікроскопічними дослідженнями прозорих препаратів з'ясовано, що тканини більшості вуглетворних фрагментів рослин дуже розкладені процесами торфовуглеутворення. Це перешкоджало точному визначенню систематичної належності рослин з детальністю до виду.

Однозначно виявлено, що вугілля пласта v6 утворилося з тканин різних ор­ганів тільки вищих рослин, а таломи водоростей і рештки інших тканин нижчих рослин у препаратах не знайдені. Вищі рослини представлені органами розмно­ження (мікро- і мегаспорами), органами спороносіння (мікро- і мегаспорангіями), тканинами стовбурів і стебел рослин. Безпосередні докази участі листкових тка­нин у вуглеутворенні в препаратах не виявлені, проте наявні ксиловітрени з груд­куватою мікроструктурою утворились, вірогідно, з тканин мезофілу листя. Харак­терна також майже повна відсутність у вугіллі включень листкової та стеблової кутикули, що свідчить про дуже вологий клімат серпухівського часу. Поодино­кими включеннями представлені в препаратах вітринізовані тканини листкових подушок рослин. Головними постачальниками фітомаси для утворення торфу і вугілля пласта v6 були корові тканини сигілярій, лепідодендронів, ботродендронів, каламітів і, зрідка, ксилема кордаїтів. На території басейну вони розподілені так: вітринізовані корові тканини стовбурів сигілярій виявлені у вугіллі зі свердловин 9 115, 9 134, 9 185, 9 228, 7 517 і 7 653, пробурених на полі шахти Великомостівської (ВМ-4); у вугіллі зі св. 6 890, пробуреній на ділянці Любельська-1, а також зі свердловин, пробурених на ділянках: 6 005 і 6 013 - Межиріччя-Західна, 5 983, 9 012 і 9 041 - Червоноградська-5. Перидерма стовбурів лепідодендронів визна­чена у вугіллі зі свердловин, пробурених на ділянках: 9 115, 9 134, 9 228, 7 517 -поле шахти ВМ-4, 6 013, 6 045 - Межиріччя-Західна, 9 012 - Червоноградська-5; перидерма стовбура ботродендрона - у вугіллі зі св. 6 015, пробуреної на ділянці Межиріччя-Західна; вітринізовані тканини стовбурів каламітів - у вугіллі зі свер­дловин 9 134 та 5 983, пробурених, відповідно, на ділянках поля шахти ВМ-4 та Червоноградська-5; вітринізовані рахіси птеридоспермів - у вугіллі зі св. 9 228, пробуреної на ділянці поля шахти ВМ-4, а тканини деревини кордаїтів - у вугіллі зі свердловин 9 213, 7 517 тієї ж ділянки і зі свердловин 6 006, 9 012 ділянок Ме-жиріччя-Західна та Червоноградська-5.

Мацеральний склад вугілля. Підрахунками мацерального складу вугілля відповідно до [7] ми виявили значні його зміни від свердловини до свердловини в межах однієї розвіданої ділянки, а також між ділянками (табл. 1). Вміст чистоговугілля в пробах з більшості вивчених свердловин змінюється від 92 до 98 % , а сумарний вміст мінеральних домішок - від 2 до 8 %. Винятком є лише проба зі св. 9 228, пробуреної на полі шахти ВМ-4, що вміщує 58 % чистого вугілля, 40 % глинистого матеріалу, 2 % піриту, а також проба зі св. 6 828, пробуреної на ділянці Любельська-1, складена тільки чистим вугіллям. Головною мінеральною доміш­кою у вугіллі всіх вивчених проб є глинистий матеріал, визначений у кількості від 1 до 17 %. Він міститься переважно на площинах нашарування інгредієнтів у вигляді мікролінзочок та мікропрошарків, а інколи часто перешарований з волок­нистим атритом геліфікованої речовини. Такі шари вугілля погано збагачуються методом флотації. Включень піриту менше (0,5-4,0 %) і трапляються вони зрідка.

Таблиця 1

Мацеральний склад вугілля, % (від-до/ середнє значення)

Геологопро-мисловий (вуг­леносний) район

Шахта, діля­нка

Загальний склад

Склад за групами мацералів

Сума збідню-вальних мацера-лів

 

 

чисте вугілля

мінеральні домішки

вітрині-

ту

семи-вітри-ніту

інертині-

ту

ліп-тиніту

 

Новово-линський

Нововолин-ська-3

88-94 91

7-11 9

45-49 47

 

25-34 30

20-25 23

25-34 30

 

Нововолин-ська-6

95-99 97

1-5

3

56-62 58

1-4 2

23-27 24

16-19 18

25-34 23

Червоноградський

Червоно­градська-5

80-99 92

1-20 8

61-87 75

 

8-25 17

1-7 6

12-29 19

 

Червоно-градська-1

89-97 93

3-11 7

76-78 77

 

13-15 14

8-10 9

12-16 14

 

Великомос-тівська-3

94-96 95

1-6 5

71-78 75

1-4 2

14-16 15

6-13 10

12-16 14

 

Великомос-тівська-4

85-98 92

2-15 8

60-84 74

 

11-30 17

4-14 7

12-31 19

 

Великомос-тівська-6

90-98 94

2-10 6

78-80 79

1-5 2

16-18 17

2-6 4

15-18 17

 

Великомос-тівська-7

70-90

10-30

60-92

 

5-29

1-13

6-30

 

 

81

19

79

 

16

3

17

 

Великомос-тівська-8

94-98 96

2-6 4

82-86 84

 

10-16 13

2-4 3

10-16 13

Південно-Західний

Межиріччя -Західна

94-96 95

4-6 5

8-88 62

2-35 10 1-3 2

6-46 16

1-49 12

8-57 26

 

Любель­ська-1

80-99 94

1-20 6

61-92 75

 

7-36 21

1-3 2

16-35 25

Характерною особливістю вугілля пласта v6, що відрізняє його від вугілля інших пластів, є малий вміст сингенетичного піриту (переважно 0,5-2,0 %) та рівномірний розподіл його поодиноких кристаликів, зерен, зрідка складених ними глобул у геліфікованій речовині вугілля. Розміри кристаликів і зерен піриту змінюються від одиниць до перших десятків мікрометрів. Вони часто заповню­ють порожнини клітин ксилено-фюзену, ксиловітрено-фюзену сумісно з кальци­том і сидеритом. Самостійно ці карбонати повністю інкрустують цілі лінзочки фюзенізованої речовини, її уламків, а також заповнюють тріщини ендокліважу. Карбонати розкладаються в разі термічної деструкції і значно збільшують вихід летких речовин, типовий для вугілля цієї групи метаморфізму. Це обов'язково необхідно враховувати під час визначення технологічної марки і напрямів раціо­нального використання вугілля. Кварцу у вугіллі значно менше, ніж глинистого матеріалу, піриту і карбонатів. Він переважно аутигенний, заповнює порожнини клітин мацералів групи інертиніту і трапляється поодинокими зернами в мацера-лах групи вітриніту.

Головними складовими чистого вугілля є мацерали груп вітриніту (60-92 %) та інертиніту (11-46 %). У групі вітриніту мацералу колініту значно більше, ніж мацералу телініту. Мацералів групи семивітриніту у вугіллі дуже мало (1 -2 %) і лише в поодиноких пробах (зі свердловин 9 134, 9 406, 6 828, 6 839, 5 983) вміст їх збільшується до 3-4 %. Група ліптиніту представлена переважно мікроспори-нітом і зрідка мегаспоринітом. Сумарний вміст мацералів групи ліптиніту майже в усіх пробах у декілька разів менший, ніж мацералів групи інертиніту (1 -14 % проти 1 -46 %). Мікстиніт трапляється у вугіллі пласта дуже зрідка і в невеликій кількості (1 -4 % у пробах зі свердловин 5 983 і 9 181).

Інгредієнтний склад вугілля. Інгредієнти вугілля - це складові його час­тини, які спостерігаємо неозброєним оком або за допомогою мікроскопа. Вони мають форму видовжених по нашаруванню лінзочок, смуг або прошарків (Stopes, 1919). Розрізняють інгредієнти (макроінгредієнти) та мікроінгредієнти. Для мак-роінгредієнтів умовно приймають товщину від 0,5 до 20,0-30,0 мм, а для мікроін-гредієнтів - від 0,05 до 0,50 мм. Під час вивчення макро- і мікроінгредієнтного складу вугілля пласта v6 ми користувалися класифікацією вугілля, розробленою М. Ліфшіц [5]. Типи вугілля (вітрен, фюзен, мікроультракларен і кларен, дюрено-кларен, кларено-дюрен, дюрен і ультрадюрен, прошарки мінералізованого вугіл­ля) виділяли за вмістом геліфікованої речовини (мацералів групи вітриніту), а підтипи - за співвідношенням мацералів груп ліптиніту та інертиніту. У вугіллі ліптинітового підтипу вміст мацералів групи ліптиніту більший, ніж інертиніту, у змішаному підтипі вміст ліптиніту менший, ніж інертиніту, але більший 1/3 вміс­ту інертиніту, а в інертинітовому підтипі вміст ліптиніту менший, ніж 1/3 інерти-ніту.

За зовнішніми ознаками вугілля пласта v6 переважно напівблискуче, інколи напівматове, крихке, комплексно смугасте, з нерівним сходинковим зломом, тріщинами ендокліважу, розміщеними на відстані від перших до 20-30 мм. На площинах нашарування інгредієнтів добре видно примазки і лінзочки глинистого матеріалу, місцями лінзи піриту та карбонатів, а всі тріщини кліважу заповнені плівками та прошарками переважно каолініту, зрідка - кальциту та піриту. Не­озброєним оком у вугіллі легко розрізнити прості макроінгредієнти - смужки і лінзи вітрену товщиною від 0,5-1,0 мм до 2-5 мм, окремі лінзи фюзену товщи­ною 1 -3 мм, довжиною до 25-35 мм, дещо зрідка - їхні скупчення у вигляді лінз та лінзоподібних прошарків. Зі складних інгредієнтів макроскопічно добре розрі­зняють тільки кларен і дюрен, які вміщують мало мінеральних домішок. Достовір­не визначення перехідних інгредієнтів (дюрено-кларену і кларено-дюрену) мож­ливе тільки під час мікроскопічного вивчення препаратів. За макроскопічними ознаками вугілля пласт v6 складений, головно, макроінгредієнтами клареном, вітреном і фюзеном. Дюрен має підпорядковане значення і представлений у штуфах матовими смужками товщиною 1 -3 мм, які перешаровані з набагато товстішими смугами блискучого та напівблискучого кларену.

З табл. 1 видно, що у вугіллі пласта v6 переважають мацерали групи вітрині-ту і воно належить переважно до кларенової, дюрено-кларенової та кларено-дюренової груп генетичної класифікації гумусового вугілля Донбасу, розробле­ної К. Іносовою, та змішаної підгрупи [4]. Кларенове змішане вугілля, що вміщує понад 80 % мацералів групи вітриніту і більше мацералів групи інертиніту, ніж ліптиніту, переважає у 46 % вивчених проб, відібраних на полі шахти ВМ-4 та на ділянках Любельська-1 і Червоноградська-5 (табл. 2). Воно займає праву верхню частину діаграми петрографічного складу вугілля пласта v6 (див. рисунок). Дю-рено-кларенове переважно змішане вугілля виявлене в 41 % вивчених проб. Воно обмежене на діаграмі зверху 80 %, а знизу 65 % вмісту мацералів групи вітрині-ту. Кларено-дюренове спорове і змішане вугілля визначене в 11 % вивчених проб. На рисунку воно розподілене по всьому полю, обмеженому вмістом маце-ралів групи вітриніту від 65 до 40 %, що свідчить про широкий діапазон зміни мацерального складу цього вугілля. Дюренове й ультрадюренове вугілля не хара­ктерне для середньопластових проб, представлене в препаратах поодинокими тонкими (до 2-4 мм) смужками в клареновому, дюрено-клареновому вугіллі і виявлене лише у 2 % вивчених проб. Під час аналізування вмісту мікроінгредієн-тів у вугіллі ми визначали граничні їхні значення, середні з граничних, переважні і середні з переважних. Два останні, на нашу думку, достовірніше характеризу­ють склад вугілля, ніж тільки граничні та середні значення. Короткий опис прос­тих і складних мікроінгредієнтів наведений нижче.

Мікровітрен наявний у вугіллі всіх вивчених свердловин. Вміст його зміню­ється в дуже широких межах - від 2 до 43 % і в середньому становить 23 % з граничних значень та 27 % з переважних. У шліфах мікровітрен має форму штрихів, смуг і лінз різної довжини завтовшки від 0,5 до 20,0 мм, інколи більше. Включення вітрену меншої товщини входять у складні мікроінгредієнти. Розкла-деність вітреноутворювальних рослинних тканин дуже велика, тому в більшості включень вітрену нема слідів клітинної будови, а в поодиноких спостерігають посередньо виражені елементи клітин. Вивчення їх анатомо-морфологічним ме­тодом засвідчило, що вихідним матеріалом для таких включень були корові тка­нини сигілярій, лепідодендронів і, вірогідно, ботродендронів та ксилема кордаї-тів. Колір вітренів змінюється від червоно-бурого до оранжево-червоного, інколи червоного.

Мікрофюзен виявлений у вивчених пробах у різній кількості. Граничний вміст його змінюється від 2 до 68 %, середнє значення з граничних становить 19 %. У більшості проб мікрофюзену менше, ніж мікровітрену (10-26 %) і серед­нє значення з переважних (17 %) менше від значення з граничних. Підвищений вміст мікрофюзену зафіксовано у вугіллі зі свердловин 6 010, 4 383, 6 016, 6 046,

CVt

100 У.

90 80 70 60 50 40 ЗО 20 10

10 20 ЗО 40 so 60 70 80 90

Діаграма петрографічного складу вугілля пласта v6. Сума груп мацералів: SVt - вітриніту; XL - ліптиніту; XI - інертиніту.

6 040, 6 005, 6 327, 6 328, 6 869, 6 883 і 6 890. Мікрофюзен представлений у шлі­фах переважно мацералами ксиловітрено-фюзеном і вітрено-фюзеном, зрідка трапляється ксилено-фюзен, семиксилено-фюзен, семиксиловітрено-фюзен та семивітрено-фюзен. Форма переважної більшості включень мікрофюзену лінзо­подібна, а семивітрено-фюзен і вітрено-фюзен інколи утворюють смуги та волокна малої довжини з нерівними краями. Фюзеноатриту порівняно мало в кларені та дюрено-кларені спорових і дещо більше у мікрокларено-дюрені та мікродюрені змішаних. Розміри лінз мікрофюзену змінюються від 0,05? 12,0 до 0,5? 20,0 мм, а мікролінз - до 2,5? 25,0 мм. Порожнини клітин фюзенізованих тканин заповнені мінеральними включеннями.

Мікроультракларен і мікрокларен ми визначали у препаратах разом. Вони виявлені в усіх вивчених пробах і є головною складовою частиною вугілля. Гра­ничні значення цих мікроінгредієнтів змінюються від 4 до 68 %, середнє з гранич­них становить 45 %. У більшості проб вміст мікроультракларену і кларену також змінний (31-60 %) за середнього значення 45 %. Обидва мікроінгредієнти скла­даються з геліфікованої, фюзенізованої та ліпідної речовин.

Таблиця 2

Мікроінгредієнтний склад і відновленість вугілля

Геолого-промис­ловий (вугле­носний) район

Шахта, ділянка, родовище

Мікроінгредієнти, % (від-до/середнє значення)

Тип

від-новле-ності

 

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В Узіюк - Вихідний рослинний матеріал петрографічний склад вгдновлешсть і відбивна здатність вугілля пласта