Время.

Наиболее дискуссионным является вопрос о влиянии времени, то есть продолжительности процесса метаморфизма углей. Неясная роль времени выражается в наличии двух противоположных точек зрения.

Согласной одной из них (И.И. Амосов, И.В. Еремин, С.Г. Неручев и др.), время не играет никакой роли. Геологического времени «всегда хватает»: для перехода углей из одной стадии в другую достаточно несколько сот, максимум, миллионов лет.

Другая версия исходит их важной роли времени. Ряд исследователей (М. и Р. Тайхмюллер, М.Л. Левенштейн, Н. Бостик, Н.В. Лопатин, М.В. Голицын, Н.Б. Вассоевич), сопоставляя угли разной степени метаморфизма в зависимости от возраста, пришли к общему выводу, что время может компенсироваться температурой, а температура – большей продолжительностью процесса.

Некоторые исследователи (Блесс, Мартин, Папот, Вольф) отстаивают подчиненную роль фактора времени.

По мнению Ю.Р. Мазора (1985), надо говорить не о преимуществе температуры над временем или наоборот, а о суммарном их воздействии, то есть воздействии определенной минимальной температуры в течение эффективного минимального времени. Такой минимальной эффективной температурой является температура, перешагнувшая рубеж 350С и определенная на каждой стадии. Эффективное время, необходимое для превращения угля из одной стадии в другую при указанных температурах – это примерно 5 млн. лет с возможным сокращением или увеличением этой цифры к средним стадиям углей каменного ряда. В течение этого времени уголь подвергается диструкции. Дальнейшее его пребывание при данной температуре, сколько долго бы оно ни продолжалось, не приведет к метаморфизму угля, и роль времени становится неэффективной и некомпенсирующей температуру. Температура в процессах регионального метаморфизма не компенсирует нехватку определенного времени. Это не относится к контактовому метаморфизму, где порядок температур существенно отличается.

ГЛАВА 3

Виды метаморфизма

Введение и краткий обзор представлений.

Эволюционное стадийное развитие углей определяется на стадии торфогенеза до покрытия осадками биохимическими причинами, а после перекрытия и погружения - геохимическими причинами.

Биохимическая превращенность определяется конкретными палеогеографическими условиями:

Q рельеф,

Q гидрология,

Q исходный растительный материал,

Q климат.

Геохимическая превращенность в решающей степени зависит от эндогенных причин и, прежде всего, термобарических, которые определяются приуроченностью бассейнов к различным тектоническим структурам земной коры, существенно отличающимся условиями своего развития.

Классификация видов метаморфизма углей.

Региональный метаморфизм.

В настоящее время можно утверждать, что закономерное стадийное преобразование углей вне зависимости от их возраста, в любом осадочном, в том числе угленосном бассейне или на месторождении различной тектонической природы является результатом регионального (глубинного) метаморфизма, являющегося основным, проявленного за счет глубинного тепла Земли на значительной площади (всего бассейна или месторождения) с начала погружения угленосных осадков, где по мере увеличения глубины, которая может достигать 10 км и более, ОВ испытывает возрастающее влияние тепла.

Данный вид метаморфизма действует в пределах всей территории прогиба и выражается в повышении зрелости углей со стратиграфической глубиной и в соответствующей зональности на площади, согласующейся в той или иной мере со структурой бассейна и конседиментационными изменениями мощности угленосных отложений.

Источником тепла регионального метаморфизма является тепловой поток Земли. Температура в какой-либо точке угленосного прогиба зависит от а) интенсивности идущего снизу теплового потока, б) глубины от поверхности и в) теплопроводности пород (бóльшая у песчаных, меньшая у глинистых). Обычно пользуются характеристикой геотермического градиента (ГГ). Современный геотермический градиент в угольных бассейнах неодинаков и меняется от 10С/100м (Подмосковный бассейн) до 3-4,5 (Львовско-Волынский бассейн, Зап. Камчатка) и даже до 7-80С/100м (отдельные участки Верхне-Рейнского грабена).

Палеогеотермические градиенты (ПГГ) иногда соответствуют или близки современным, но нередко значительно превышали их, особенно в областях тектоно-магматической активизации. ПГГ оценивают, исходя из аналогий с современными условиями с учетом геологических позиций палеопрогибов или расчетным путем, принимая во внимание мощность всех перекрывающих (в том числе смытых) пород и предполагаемые температуры образования углей разной степени метаморфизма.

Наиболее низкими ПГГ характеризуются бассейны древних пассивных платформ, не связанные территориально и генетически со складчатыми образованиями, где их значения вряд ли превышали 1,50С/100м и, вероятно, были близки 1,00С/100м, как в Подмосковном и других схожих бассейнах (Припятском, Камском, Днепровском).

Двукратное увеличение значений ПГГ отмечается в прискладчатых бассейнах тех же древних пассивных платформ (Львовско-Волынском – 3,30С/100м), соизмеримых со значениями градиентов бассейнов внескладчатых и прискладчатых типов молодых платформ (Тургайский, Челябинский и др. – 3,40С/100м).

Высокие ПГГ характерны для бассейнов эпиплатформенного орогенеза (Узгенский и др. – до 4,50С/100м).

Максимальных значений ПГГ достигают в бассейнах древних активизированных платформ даже внескладчатого типа (Тунгусский бассейн: 4-60С/100м для бурых углей, 6-80С – Ж, 9-100С – ПА и А. Ныне: 0,7-2,90С/100м, средние ГГ – 1,2-1,30С/100м).

В бассейнах собственно геосинклинальных и эпигеосинклинальных орогенных ПГГ вполне сопоставимы с градиентами платформенных бассейнов, изменяясь в пределах от 1,5-1,8 (Сахалин) до 4,40С/100м (Западно-Камчатская угленосная площадь). Меньшими ПГГ отличаются бассейны геоантиклинальных поднятий и срединных массивов, а большими – краевых и геосинклинальных прогибов.

Этот вид метаморфизма Ю.Р. Мазор (1985) предлагает называть геотермическим, так как этот термин отражает источник тепла, вызывающий его проявление, и подчеркивает главенствующую роль температуры здесь.

По значениям ПГГ Мазор (1985) делит угольные бассейны и месторождения на три типа:

1. с низкими значениями – от 1,0 до 1,50С/100м,

2. со средними – от 1,5 до 4,50С/100м,

3. с высокими – от 4,5 до 100С/100м и более.

К первому типу относятся:

Q внескладчатые бассейны древних пассивных платформ;

ко второму:

Q прискладчатые бассейны древних пассивных платформ,

Q вне- и прискладчатые бассейны молодых платформ,

Q области эпиплатформенного орогенеза,

Q все геосинклинальные бассейны;

к третьему:

Q древние активизированные платформы.

В крупных палеозойских каменноугольных бассейнах с мощной угленосной толщей, эталонным или близким к нему проявлением регионального метаморфизма четко фиксируются закономерные изменения всех основных свойств углей с глубиной погружения (Донецкий бассейн, Кузнецкий, Печорский и др.). Зональность метаморфизма на площади в бассейнах подобного типа хорошо согласуется со структурой палеопрогиба, коррелируется с изменением мощности угленосной толщи.