Биоморфные породы. Начальная стадия формирования углей — торфонакопление и сапропелеобразование, которые соответствуют диагенетической стадии литогенеза.
Торф — порода биогенного происхождения, образовавшаяся в результате накопления и процессов гелификации остатков преимущественно высших растений. Основным фактором, благоприятным для торфообразония, является избыточное количество влаги, ведущее к заболачиванию территории. Этот фактор в свою очередь зависит от ряда других: климата, строения земной коры, характера рельефа, почвенных условий и биологической продуктивности флоры.
Растения-торфообразователи чрезвычайно разнообразны. К ним относятся в основном высшие растения. Низшие растения и животные организмы имеют подчиненное значение. К высшим растениям-торфообразователям относятся травы, полукустарники и древесные породы, а также зеленые (гипновые) и белые (сфагновые) мхи. Пористость торфа достигает 70—80%и зависит от состава и степени разложения органического материала, влажность 86—95%. Содержание золы изменяется от 5 до 10% и более. Теплота сгорания от 2500 до 4200 ккал/кг.
В зависимости от состава и типа болот торф подразделяется на низинный, переходный и верховой. Торф низинного типа образуется в условиях сильного увлажнения и богатого минерального питания. Степень разложения торфяной массы весьма высокая. Переходный тип торфов образуется в условиях бедного минерального питания и чаще при значительном обводнении, что приводит к заметному разложению растительного материала торфа. Верховой тип торфов образуется в среде бедного минерального питания при весьма неустойчивом гидрохимическом режиме — от сильно обводненных сфагновых торфяников до дренированных с мощной древесной растительностью.
Сапропель — горючее образование, сформировавшееся за счет разложения (битуминизации) жиров, восков низших растений и животных организмов. Исходным материалом для сапропелей служат водоросли, амебы, корненожки, черви, мелкие рачки и др. Нередко с помощью ветра и водных течений в сапропель заносятся компоненты высших растений, споры и пыльца.
Сапропель, прошедший при образовании стадию коллоида и не содержащий форменных элементов, называется сапроколла. Сапропель с примесью элементов высших растений представляет собой торфяной сапропель.
Растения — сапропелеобразователи развиваются главным образом в открытых водоемах типа озер. Отмирая, они отлагаются на дне водоема и под воздействием различных анаэробных микроорганизмов при pH > 7 битуминизируются, превращаясь в аморфную студнеобразную жирную массу желтовато-коричневого и даже черного цвета. Влажность сапропеля 90—95%. Зольность выше, чем у торфа, и, как правило, минимальный предел ее не ниже 10%.
Процесс накопления исходного вещества сапропеля сложный и длительный. Для накопления залежи сапропеля мощностью 1 м требуется около 1000 лет. В ряде водоемов можно встретить одновременное развитие и торфа и сапропеля, а также промежуточных генетических их типов — торфяного сапропеля и сапропелевого торфа.
К
граноморфным породам относится довольно большая и мало изученная группа битуминозных образований, которые по условиям и направленности превращения исходного вещества (нефти) могут быть объединены в классы нафтидов и нафтоидов. He останавливаясь на детальной характеристике этих органических соединений, поскольку подробное описание их уже приведено, отметим, что среди битумов выделяются следующие группы и органические минералы: группа киров, асфальтов, асфальтитов, гуминокеритов, альгаритов, озокеритов, керитов, антраксолитов, хризматитов, гатчетитов, элатеритов, кертизитов. Их краткая характеристика следующая.
Киры — остаточные продукты, обогащенные нелетучими высокомолекулярными компонентами. Они характеризуются комбинацией масел (20—40%), асфальтово-смолистых компонентов (45—50%) и твердых углеводородов. Консистенция от твердой до полужидкой. Киры образуют покровы, натеки, выполняют трещины.
Среди асфальтов различаются мальты и собственно асфальты. Наиболее твердой консистенцией обладают последние. Они состоят из масел (30—50%), смол (30—50%) и асфальтенов (15—40%). Окрашены в буро-черные, черные цвета. Встречаются в виде озер, натеков, покровов и жил.
Асфальтиты подразделяются на гильсониты и грэемиты. Первые имеют следующий компонентный состав: масла (15—35%), смолы (15—40%), асфальтены (30—70%). Грэемиты состоят из тех же компонентов, но в большей степени обогащены асфальтенами. Физические свойства их близки. Представлены твердыми, хрупкими битуминозными образованиями. Распространены в виде жил.
Гуминокериты, кроме растворимой в органических растворителях части, содержат гуминовую составляющую (карбоиды 10—100%). Они бурого цвета, с различными оттенками, при нагревании вспучиваются, известны в жилах и натеках.
Альгариты являются продуктом производных нефтей, возникающих в качестве побочных образований при гумификации. Отмечаются в виде корочек, землистых примазок и натеков и часто сопровождают озокерита.
Озокериты — минеральное образование, состоящее в основном из высокомолекулярных углеводородов (40—100%), масел (0—40%), смол и асфальтенов (0—40%). Породы имеют черные — зеленовато-белые цвета. Способны воспламеняться при температуре около 100°С. Распространены в виде заполнителей полостей и трещин в породах различного состава.
Kepиты по внешнему виду похожи на каменные угли и сложены преимущественно нерастворимыми в органических растворителях компонентами. Присутствуют асфальтены и карбоиды. При преобладании первых выделяют альбертиты, при доминировании вторых — импсониты. Характерны жильные формы залегания.
Среди антраксолитов различаются собственно антраксолиты и шунгиты. Первые сложены карбоидами (95—100%). Цвет черный, излом раковистый. Распространены в форме жил. Шунгиты имеют антрацитоподобный облик, окрашены в черный с синевато-серым оттенком цвет. Сложены неориентированными кристаллитами, близкими к минералам элементарного углерода. Излом обычно раковистый, блеск металловидный. Встречаются в виде жил, прослоев в метаморфизованных осадочных породах.
Xризматиты — озокеритоподобные образования, представляющие собой возгоны типа нафтоидов. Это воскообразные полужидкие вещества, состоящие в основном из парафина, растворяющегося полностью в органических растворителях.
Гатчетиты — полутвердые воскообразные чистые парафины отчетливо кристаллического строения, полностью растворимые в органических растворителях. Наблюдаются в виде мелких гнезд или жилок.
Элатерити — эластичные, каучукоподобные вещества, трудно поддающиеся измельчению и обладающие низкой растворимостью, но способные набухать в органических растворителях. Генетически представляют собой битум, состоящий преимущественно из алифатических улеводородов. Встречаются редко в виде незначительных скоплений и приурочены к гидротермальным жилам.
Кертизиты — своеобразные твердые битумы, встречающиеся в виде желтых кристаллических агрегатов в ассоциации с гидротермальными жилами.
Типичными представителями биограноморфных образований являются угли. Ископаемые угли формировались как за счет высших растений (прапапоротников, прахвощей, прахвойных), так и из низших растений — водорослей и животных организмов (планктона, бентоса, нектона). Из высших растений образовались угли гумолитовой группы, из низших — санропелиты.
Группа гумолитов включает генетические типы: антраксилиты, фюзенолиты и гелитолиты. В основу выделения генетических типов углей положены преобладание определенного органического компонента и сходство условий образований.
Антраксилиты объединяют угли, образовавшиеся из гелифицированной древесины. По отражательной способности эти угли в основном блестящие и полублестящие. Излом раковистый или полураковистый.
В угольных пластах антраксилит залегает в виде обломков стволов. Антраксилит в петрографическом отношении представляет собой витринит с отчетливым строением древесины.
На некоторых месторождениях ГДР антраксилиты слагают отдельные угольные пласты. Накопление исходного материала могло происходить авто- и аллохтонным путями.
Фюзенолиты представляют собой угли, образовавшиеся из древесины в окислительных условиях (путем фюзинизации). Они матовые, черного цвета, шелковистые, с волокнистым строением. В отличие от углей других классов фюзенолиты почти всегда, независимо от степени углефикации, имеют черный цвет.
Под микроскопом фюзенолит состоит из фюзинита, в который бывают вкраплены фрагменты витринита, смоляные тела. В фюзинизированном веществе нередко проявляются годичные кольца, выраженные чередованием концентров крупно- и мелкоклеточного фюзинита. Клетки фюзинита нередко бывают минерализованы пиритом, карбонатами, глинисто-гидрослюдистыми минералами.
Химический состав фюзенолита отличается от других углей тем, что независимо от степени углефикации содержит 80—85% углерода.
Фюзенолиты в угольных пластах некоторых месторождений Средней Азии, Читинской области встречаются часто.
Гелитолиты — угли, в которых преобладают гелифицированные микрокомноненты и которые объединяют клареновые, дюрено-клареновые, кларено-дюреновые и дюреновые разновидности. Гелитолиты на многих месторождениях играют ведущую роль.
По структуре эти угли обычно полосчатые или штриховатые, реже однородные, по блеску могут быть разделены на блестящие, полублестящие, полуматовые и матовые.
Блестящие разности гелитолитов представлены клареном и характеризуются тем, что гелифицированная основная масса, составляющая уголь, на 75—90% прозрачная, имеет однородное строение. Присутствующие в ней форменные элементы — это оболочки спор и фрагменты кутикулы.
Полублестящие гелитолиты сложены дюрено-клареном. Уголь состоит преимущественно (до 75%) из гелифицированной основной массы и форменных элементов (20—70%). Присутствует небольшое количество фюзинизированных микрокомпонентов.
Полуматовые угли образованы кларено-дюреном, для которого характерно примерно равное соотношение форменных кэлементов и гелифицированной основной массы. В последнюю нередко бывают включены микрокомпоненты групп витринита, фюзинита и округло-угловатых тел.
Матовые угли характеризуются неровным изломом, зернистой, однородной или «штриховатой» структурой. Они слагаются дюреном, состоящим примерно на 70% из форменных элементов и фюзинизированной основной массы. Витринизированных микрокомпонентов около 30%. В зависимости от преобладания тех или иных форменных элементов выделяют споровый, кутикуловый или смоляной дюрены.
Липтобиолитовые угли образованы наиболее стойкими частями высших растений. Это оболочки спор, состоящие главным образом из споронина, кутикула, пропитанная кутином, пробковая ткань коры, представленная суберином, и смоляные тела.
Все угли, относимые к липтобиолитам по внешнему виду, между собой имеют много общего. Это матовые угли или тускло блестящие со смоляным блеском.
Микроскопически липтобиолиты отличаются преобладанием в прозрачных шлифах желтых микрокомпонентов. К типичным липтобиолитам относятся такие, которые содержат не менее 90% форменных элементов, сцементированных непрозрачной основной массой.
Подразделение липтобиолитов основывается на преобладании тех или иных форменных элементов. Различают спориниты, кутиниты, резиниты и субериниты.
Группа сапропелитов объединяет угли, в исходном материале которых присутствуют в значительном количестве представители низших растений и животных организмов. Учитывая, что многие угли, входящие в эту группу, по исходному материалу имеют смешанную природу, выделяются гумито- и собственно сапропелиты. В класс гумитоса-пропелитов включаются угли, содержащие гумусовые и сапропелевые элементы. Наиболее распространенными петрографическими типами среди гумитосапропелитов являются касьянит, кеннель, богхед-кеннель, подробное описание которых приведено Ю.А. Жемчужниковым и А.И. Гинзбург.
Класс сапропелитов объединяет угли, не содержащие или почти не содержащие примесей высших растений. Типичные их представители — богхед, кеннель-богхед, сапроколлиты.
Угли, относимые к богхеду, отличаются матовым блеском, однородной структурой. Цвет их темно-коричневый, серый. Загораются от спички. Микроскопически угли характеризуются преобладанием остатков водорослей и очень незначительным участием основной массы, почти полным отсутствием форменных элементов. Чистые разности богхедов были описаны М.Д. Залесским в Подмосковном бассейне, где они залегают в основании угольных пластов. Известны богхеды из Шотландии, Австралии и других районов.
Кеннель-богхед занимает промежуточное положение между кеннелью и богхедом. Типичный кеннель-богхед по внешнему виду серовато-черного цвета, тонкозернистый с хорошо выраженным раковистым изломом. Угли этого типа состоят из водорослей и спор, равномерно рассеянных в глинистой серо-бурой или зеленоватой основной массе. Изредка встречаются мелкие обрывки и линзы стеблевых частей растений. Кеннель-богхед — наиболее распространенный тип сапропелевых углей.
Сапроколловидные угли по внешнему виду не отличаются от большинства богхедов. Цвет их темно-коричневый или черный. Сапроколлиты очень плотные, вязкие, массивные, чаще матовые угли, как и богхеды загораются от спички. Состоят сапроколлиты почти целиком из бесструктурной основной массы желтого или желто-серого цвета, без включений форменных элементов. Бесструктурное вещество образовано мелкими линзовидными, вытянутыми по напластованию комочками, придающими основной массе флюидальную структуру, на фоне которой выделяются с неясными контурами водоросли. Сапроколлиты описаны из многих месторождений Иркутского бассейна, а также из юрских углей Восточно-Ферганского бассейна.
Главная