Характеристика угленосных формаций

Горючие полезные ископаемые

(топливно-химические)

Торф

Торф – полезное ископаемое растительного происхождения, состоящее из следующих органических компонентов: бензольных битумов, целлюлозы, гуминовых кислот и лигнина. Относится к гумитам

Лигнин – это составная часть древесины, представляющая собой сложный полимер с молекулярной массой около 10 000, состоящий из С, Н, и О (Грандберг, 2001). В крупных масштабах торфообразование происходит на континенте и в прибрежной части океанов.

В составе торфа присутствуют неорганические вещества, определяющие его зольность. Полезным ископаемым считается торф, с зольностью в воздушно-сухом состоянии не более 50%.

Торф имеет цвет от желтовато-коричневого до черно-серого, характеризуется волокнообразной и аморфной структурой. Его естественная влажность обычно составляет 75 – 95 %. Средний состав органической массы характеризуется следующей таблицей.

Химический элемент	Интервал содержания, % мас.
С	50,0 – 60,0
Н	4,5 – 6,5
N	0,8 – 2,9
O	31,0 – 40,0
S	0,1 – 1,5

Удельная теплота сгорания – 21 – 24 тыс. кДж/кг, что выше, чем у древесины (19 тыс.), но ниже, чем у бурого угля (25 тыс.)

Применение.

1. Сельское хозяйство – как органическое удобрение.

2. Энергетика – топливо.

3. Химическое производство (органические в-ва).

4. Медицина – грязелечение.

Месторождения.

Серия экзогенная, группа осадочная, класс биохимический, подкласс биогенный, ряд раннего диагенеза.

Образование:

1-я стадия – сапропелевая. Слой сапропеля покрывает озеро.

2-я стадия – образование торфа в береговой зоне.

3-я – зарастание озера древесными растениями.

4-я – болотная стадия.

Различают 2 типа торфяников

1. Верховые торфяники – питаются атмосферными осадками, характерны мох сфагнум и сосна. Торф малозольный высокого качества. Форма залегания – линзы.

2. Низинные торфяники – питаются грунтовыми и речными водами. Характерны зеленый мох, лиственная растительность, высокая зольность. Форма залегания: ленты и линзы.

Ниболее крупное в Европе – Большое Камское м-е.

Месторождения ископаемых углей

Природный ископаемый уголь – твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, пригодное для использования в промышленности с реальной или ожидаемой выгодой. Он является сырьевой основой угольной промышленности.

Уголь – твердое гоючее ископаемое растительного происхождения.

Применение углей.

1. Энергетика (пр-во электроэнергии, тепла) - энергетические бурые угли, более половины общей массы углей.

2. Черная металлургия (поизводство кокса) – каменные угли и антрациты.

3. Химическая промышленность (сырье для производства пластмасс, удобрений и др.).

Генетические и промышленные типы углей.

Серия экзогенная, группа осадочная, класс биохимический, подкласс биогенный.

По исходному растительному веществу угли подразделяются на гумусовые и сапропелевые. Большинство ископаемых углей гумусовые. Они образовались из остатков высших деревянистых растений. Меньшая часть углей относится к сапропелевым, возникшим из остатков простейших растений. Сапропелевые угли считаются более высококачественными.

По месту накопления растений – на автохтонные и аллохтонные.

По условиям образования на лимнические и паралические.

1. Ряд позднедиагенетический.

Тип лигнитовых углей. В условиях зоны позднего диагенеза (глубина 20 – 150 м, температура 10 – 20ºС торф превращается в мягкий бурый уголь марки Б₁ (лигнит). Он характеризуется повышенным содержанием фенольных, карбоксильных и гидроксильных групп, наличием свободных гуминовых кислот и смол.

2. Ряд протокатагенетический.

Тип бурых углей. На глубине от 150-500 до 1500-2000 м и при температуре 20-50ºС происходит превращение мягких углей в бурые твердые угли марок Б₂ (матовые) и Б₃ (блестящие).

3 Ряд мезокатагенетический (1500-2000 – 6000 м; 50-200ºС).

Тип каменных углей. Образуются каменные угли. На подстадии раннего мезокатагенеза – угли марки Д (длиннопламенные); среднего – угли марки Г (газовых); позднего мезокатагенеза – угли последовательно: марки Ж (жирные), К (коксовые), ОС (отощенно-спекающиеся).

4. Ряд апокатагенетический (более 6 км, Т 200-250ºС).

Тип антрацитовых углей. С увеличением температуры и давления последовательно формируются каменный уголь марки Т (тощий), полуантрацит – марка ПА, антрацит (А).

Таблица 13.2

Этапы и стадии литогенеза и соответствующие им фазы и зоны углеобразования в земной коре

Подразделения литогенеза

Глубина, км

Температура, ^оС

Продукт термокатализа вещества

Градации

Этап

Стадия

Под-стадия

Фаза (зона)

Седиментогенез

Мобилизация вещества

Синтеза живого вещества

0,0

0-20

Растения→ целлюлоза→ лигнин

МВ

Перенос

Перемещения вещества

0,0

0-20

То же

ПВ

Осад-конакопление

Концентрации и гумификации

0,0-0,02

0-20

Гумус, сапропель

ОН

Диагенез

Ранняя

Торфообразования

0,001-0,02

4-10

Торф

ДГ*

Поздняя

Буроугольная

0,02-0,15

10-20

Бурый уголь марки Б₁ (мягкий)

ПК₁

Катагенез

Протокатагенез

0,15-0,5 – 1,5-2,0

20-50

Бурый уголь марок Б₂ (матовый), Б₃ (блестящий)

ПК₂ ПК₃

Мезокатагенез

Ранний

Каменноугольная

1,5-2,5

50-90

Каменный уголь марок Д(длинно-пламенный)

МК₁

Средний

2,5-4

90-135

Г (газовый)

МК₂

Поздний

4-6

135-200

Ж (жирный) К (коксовый)

МК₃ МК₄

ОС(отощенно-спекающийся)

МК₅

Апоката-генез

Более 6

200-250

Т (тощий) ПА(полу-антрацит)

АК₁ АК₂

Антрацитообразования

А (антрацит)

АК₃ АК₄

Метагенез

Ранняя

Более 250

Графит

МГ

*Примечание. Жирным шрифтом выделены градации по Н.Б. Вассоевичу (градация ПК₁ им относится к начальному этапу протокатагенеза).

Каменные угли подразделяют на 15 марок: длиннопламенные (Д), длиннопламенные газовые (ДГ), газовые (Г), газовые жирные отощенные (ГЖО), газовые жирные (ГЖ), жирные (Ж), коксовые жирные (КЖ), коксовые (К), коксовые отощенные (КО), коксовые слабоспекающиеся низкометаморфизованные (КСН), коксовые слабоспекающиеся (КС), отощенные спекающиеся (ОС), тощие спекающиеся (ТС), слабоспекающиеся (СС), тощие (Т) (Миронов, 1991).

Строение углей.

Текстура: слоистая, массивная.

Структура определяется соотношением 4-х ингредиентов, называемых:

1) фюзен – матовый (преобладает в бурых углях),

2) дюрен – полуматовый,

3) кларен – полублестящий,

4) витрен – блестящий (преобладает в антрацитах).

Главные требования к углям:

Зольность (процентное содержание минеральной части) не должна превышать 50 %.

Мощность пластов

- бурых углей должна быть не меньше 2 м,

- каменных углей и антрацитов – не менее 0,5 м.

Угленосные отложения.

Чаще терригенные, реже карбонатные.

Для них характерно цикличное строение:

Угленосные отложения объединяются в угленосные формации.

Различают геосинклинальные, платформенные и промежуточные угленосные формации.

Таблица 13.2.2

Характеристика угленосных формаций

Параметры	Формация
Параметры	Геосинклинальная	Платформенная
1. Условия осадконакопления	Прибрежно-морские (лагунные, дельтовые)	Континентальные
2. Мощность угленосных отложений	Большая (до n 10 км)	Малая (n 0,1 - n 1 км)
3. Количество пластов угля	Большое (n 10 - n 100 шт.)	Малое (n 1 шт.)
4. Мощность пластов угля	Малая (n 1 м)	Большая (n 10 м)
5. Дислоцированность пластов	Большая	Незначительная
6. Качество угля	Антрацит, каменные угли	Бурые угли
Примеры	Донецкий, Кузнецкий, Печорский, Карагандинский	Подмосковный, Тунгусский, Канско-ачинский, Южно-Якутский

Залежи угля геосинклинальных бассейнов обычно образуются в прибрежно-морских лагунных или придельтовых условиях, т.е. угли по условиям образования относятся к паралическим. Бассейны отличаются большой мощностью угленосных отложений, достигающей нескольких километров. Однако мощность отдельных угольных пластов в месторождениях обычно относительно небольшая и не превышает первых единиц метров. Вместе с тем количество пластов рабочей мощности большое. Оно может достигать первых сотен. Кроме того, для пластов угля и в целом для угленосных толщ характерно нарушенное складчатостью и разрывами залегание, затрудняющее разработку месторождений. Угли высокого качества – каменные угли и антрациты. К числу геосинклинальных относятся, например, Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Печорский бассейны.

Платформенные бассейны образуются в спокойных тектонических условиях лагун окраинных морей, крупных озер, поэтому их угли по условиям образования могут быть и паралическими, и лимническими. Для бассейнов характерна значительно меньшая мощность угленосных отложений по сравнению с геосинклинальными, измеряемая сотнями и первыми тысячами метров. Количество пластов угля в них также гораздо меньше, обычно оно меньше десяти. Положительным фактором является незначительная дислоцированность пластов угля, отличающихся значительной мощностью, которая может достигать десятков метров. Так, на Нерюнгринском месторождении каменного угля Южно-Якутского бассейна эксплуатируется пласт мощностью 25 м. При небольшой глубине залегания это позволяет отрабатывать месторождения высокоэкономичным открытым способом. Правда, по качеству в большинстве своем угли платформенных бассейнов – это энергетические бурые угли. К числу платформенных относят, например, Подмосковный, Тунгусский, Канско-Ачинский, Иркутский бассейны.

Строение месторождений и состав углей промежуточных бассейнов занимают среднее положение между рассмотренными бассейнами. Примером промежуточного бассейна может служить Челябинский буроугольный бассейн.

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 495; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!