Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Мая 2014 в 09:17, курсовая работа
Карагандинский бассейн – самый крупный в республике. Он дает около 60% добычи угля Казахстана, являясь основной топливно-энергетической базой предприятий и железных дорог не только Казахстана, но также Южного Урала, Западной Сибири и республик Средней Азии.
В промышленном и геологическом отношении Карагандинский бассейн делится на четыре района: Тентекский и Чурубай-Нуринский, находящийся в западной его части, Карагандинский, расположенный в центре бассейна, и Верхне-Сокурский на востоке.
Карагандинский промышленный район разведан наиболее полно; здесь сосредоточено основное количество действующих шахт. Верхне-Сокурский район не перспективен для освоения и большой глубины залегания; ведется разведка бурых углей.
В составе красновато-бурых павлодарских глин преобладает гидрослюда; сопутствующим минералом является бейделлит; в нижних частях разреза отмечаются минералы группы монтмориллонита.
Мощнсть 29м.
Четвертичная система
Нижний плейстоцен (QI)
К нижнему плейстоцену отнесены отложения древней аллювиальной равнины — аналога III надпойменной террасы рек Центрального Казахстана. В пределах Карагандинского бассейна они развиты очень широко и встречаются на различных гипсометрических отметках: от 480 до 570 м. Прикрытая нижнечетвертичным аллювием равнина простирается не только по долинам рек Нуры, Шерубай-Нуры, Сокура, Солонки, Ащилы-Айрык, но заходит и на водоразделы рек Нуры и Карагандинки, Сокура и Солонки. Осадки представлены глинистыми песками с галькой и суглинками буровато-коричневого цвета с карбонатными стяжениями и гнездообразными включениями мелкокристаллического гипса. Мощность описываемых осадков в долинах рек Нуры, Шерубай-Нуры, Сокура и др. колеблется от 1—2 до 15 м, чаще составляет 6—8 м.
Имеются случаи, когда разрез древнего аллювия представлен исключительно крупнозернистым песком, бурым, сильно глинистым, очень плотным, с включением гальки кремнистых пород, мелкокристаллического гипса и карбонатов.
Аллювиальная равнина Карагандинского бассейна параллелизуется с III надпойменной террасой рек Ишима и Иртыша. Поскольку возраст этих террас по многочисленным находкам фауны млекопитающих, моллюсков и остракод, а также по данным спорово-пыльцевого анализа определен как нижне-среднеплейстоценовый, то и осадки аллювиальной равнины по аналогии следовало бы датировать соответственно нижним — средним плейстоценом.
Нижний, средний и верхний плейстоцен нерасчлененный (QI-III)
К нижнему, среднему и верхнему плейстоцену относятся делювиально- пролювиальные отложения района. Расчленить их на разновозрастные горизонты практически не представляется возможным в связи с тем, что образование делювиально-пролювиальных шлейфов происходило почти непрерывно на протяжении по крайней мере всей четвертичной системы. В редких случаях при помощи горных выработок и бурения удается установить древние делювиально-пролювиальные отложения нижнечетвертичного, возможно, верхнеплиоценового возраста, погребенные под нижнечетвертичным аллювием.
Поверхность шлейфов выпуклая, в отдельных местах изрезанная эрозионными ложбинами. В составе делювиально-пролювиальных отложений преобладают суглинки с большим количеством щебенки. Нижние, более древние горизонты делювия отличаются красновато-бурой окраской суглинков, наличием в составе осадков тяжелых глин, более крупными размерами щебенки, а также загипсованностью пород и присутствием кристаллического кальцита. Последний иногда цементирует щебенку в рыхлую брекчию. Суглинки верхних — молодых горизонтов делювия обладают серовато-бурым и желтовато-бурым цветом, слабой уплотненностью, лёссовидностью и присутствием порошкообразных карбонатных включений. Мощность делювиально-пролювиальных отложений не превышает 4 м; обычно же она составляет 1—2 м.
Средний — верхний плейстоцен нерасчлененный (QII-III)
Вторая половина среднечетвертичного времени и начало верхнечетвертичного на территории Карагандинского угольного бассейна и в целом по Центральному Казахстану ознаменовались формированием широкой II надпойменной террасы рек. Породы, слагающие ее, по литологическому составу и цвету иногда с трудом отличаются от нижнечетвертичного аллювия. Как правило, аллювий II надпойменной террасы имеет трехчленное строение (снизу вверх):
Пески полимиктового состава, коричнево-желтого или желтовато-серого цвета 4—7 »
Общая мощность аллювия II террасы изменяется от 10 до 20 м.
В сложении верхних горизонтов террасы значительную роль играют делювиальные осадки. Поверхность II надпойменной террасы пологонаклонная и лишена стариц.
В пределах Карагандинского бассейна II надпойменная терраса широко развита по долинам всех ныне функционирующих рек, а также слагает основную часть так называемой долины Джон, отвечающей второму (широтному) руслу р. Шерубай-Нуры, образовавшемуся в четвертичное время в результате бифуркации этой реки при выходе ее из гор в пониженную область бассейна.
Верхний плейстоцен (QIII)
К собственно верхнему плейстоцену относится образование бугристых эоловых песков I надпойменной террасы и отвечающих ей озерных отложений.
Аллювиальные отложения нижней ступени I надпойменной террасы (а1 Q2III). Нижняя ступень I надпойменной террасы рек Нуры, Шерубай-Нуры, Сокура, Теректы и др. является аналогом принятой для рек Центрального Казахстана I аккумулятивной террасы. Аллювий ее состоит из суглинков, песков и гравия с галькой.
Учитывая приведенные данные по фауне млекопитающих и моллюсков, а также геолого-геоморфологическое взаимоотношение I надпойменной террасы с более поздними осадками, возраст ее принимается как поздневерхне-плейстоценовый (Q2III).
Озерные отложения (QIII) слагают II террасу оз. Сасыкколь и представлены суглинками, песками и илами бурого и темно-серого цвета. Мощность их 2— 3 м.
Возраст отложений устанавливается по соотношению с аллювием террас р. Шерубай-Нуры. Отложения озерной террасы как бы вложены в аллювий II надпойменной террасы и в то же время с аллювием нижней ступени I надпойменной террасы связаны постепенным переходом.
Средннй ii верхний плейстоцен — голоцен, нерасчлененные (QII-IV)
К нерасчлененным средне-верхнечетвертичным и современным образованиям относятся аллювиально-пролювиальные отложения участков внутренних дельт типа конусов выноса, а также осадки временных водотоков (саев). Образования, имеющие по существу переходный характер между внутренними дельтами и конусами выноса, очень широко развиты по южной окраине Карагандинского бассейна, где на пониженную его площадь выходят водотоки из области высокого мелкосопочника. В составе аллювиально-пролювиальных отложений дельт — конусов выноса широко распространены пески, гравий и галечники общей мощностью до 10 м (Коктальское гравийное поле). Ежегодно во время весеннего снеготаяния потоки воды поступают из района мелкосопочника и обновляют поверхности дельт — конусов выноса, покрывая их слоем наносного материала.
На остальной, большей территории бассейна широкое развитие имеют саи, частично заполненные несортированным материалом, пестрым по литологйческому составу: глинистыми песками, щебнем, гравием, суглинками и глинами общей мощностью 2—4 м.
Голоцен (QIV)
К собственно голоцену отнесены пойменные и русловые отложения, а также осадки I озерной террасы оз. Сасыкколь и мелких озерных котловин.
Аллювиальные отложения высокой поймы (alQIV). Аллювий высокой пойменной террасы состоит из супесей, песков, гравия и галечника землистосерых тонов, иногда желтовато-серых, с погребенным почвенным слоем. Мощность данного аллювия составляет в среднем 4—6 м. С поверхности он закреплен кустарниковой растительностью. Для примера приводим разрез аллювия высокой поймы, описанный у пос. Кызылжар, на р. Нуре (сверху вниз):
Аллювиальные отложения низкой поймы и русел рек (alQ2aIV и alQ2bIV). Аллювий низкой поймы — это недостаточно закрепленные растительностью и почвами серые грубозернистые пески и гравийно-галечные отложения, обычно переслаивающиеся между собой. В качестве примера приводится разрез аллювия низкой поймы р. Шерубай-Нуры, у пос. Каражар (сверху вниз):
Общая мощность аллювия низкой поймы составляет 2—4 м. Низкая пойменная терраса в настоящее время находится в стадии формирования и ежегодно заливается паводковыми водами. По возрасту осадки низкой поймы отнесены к позднему голоцену и индексируются как alQ2aIV.
Русла рек бассейна узкие, линейно вытянутые, заполнены главным образом гравийно-галечниковыми осадками. Наличие большого количества грубообломочного материала в составе аллювия русел рек свидетельствует об оживлении эрозионных процессов в настоящее время.
В отличие от низкой поймы для обозначения возраста аллювия русел принят следующий индекс alQ2bIV.
Нерасчлененные голоценовые аллювиальные отложения поймы, русел рек и саев (alQIV) представлены галечниками, песками, суглинками, обычно плохо отсортированными и непромытыми. Для этих отложений характерна частая смена галечников суглинками, песков — галечниками. Мощность прослойков от 0,5 см до 0,5 м. Слоистость в основном горизонтальная.
Русловые и пойменные осадки саев представлены иловатыми суглинками и песками с включением гравийно-галечникового материала. Следует отметить, что среди описываемых осадков саев имеется наряду с аллювием примесь пролювиального материала.
Озерные отложения (QIV), слагающие I террасу оз. Сасыкколь и выполняющие отдельные мелкие озерные котловины, представлены серым песком, серовато-желтыми глинами и илами. По возрасту они отнесены к голоцену нерасчлененному в связи с тем, что данная терраса прислоняется ко II озерной террасе верхнечетвертичного возраста.
Тектоника
Карагандинский угольный бассейн в тектоническом отношении отвечает средней части широтно вытянутого синклинория, который занимает своеобразное положение в структуре Центрального Казахстана, располагаясь в зоне сочленения областей каледонской и герцинской складчатости, т. е. между герцинской Джунгаро-Балхашской геосинклиналью на юге и зоной каледонской консолидации на севере. Вдоль этой зоны протягивается девонский окраинный вулканический пояс (Богданов, 1959), возникновению которого способствовало наличие здесь системы глубинных разломов и кулисообразных разрывов, сопровождающихся смятием, дроблением и рассланцеванием пород. К северу от указанной зоны сочленения каледонских и герцинских структур, проходящехт по южной окраине Карагандинского синклинория, широкое распространение имеют мелкие гравитационные аномалии. Непосредственно к югу от нее проходит гравитационная ступень. Она протягивается в широтном направлении, имеет характер аномалий регионального значения (Казанли, 1955) и, очевидно, отражает крупные качественные изменения в строении земной коры.
В рассматриваемом районе на основании соотношений развитых в его пределах комплексов отложений отчетливо выделяют несогласия. В строении нижнего подэтажа принимают участие породы Девонской, Каменнойгольной, Триасовой и Юрской систем. Средний подэтаж сложен породами Неогеновой системы, собранными в простые линейные складки. Верхний подэтаж сформирован породами Четвертичного возраста.
Складчатые сооружения описываемого района по времени формирования и по установленным между ними несогласиям могут быть разделены на несколько структурных ярусов.
К первому структурному ярусу отнесены карбонатные осадки фаменского и турнейского, а также угленосные отложения карбона. Образования этого яруса слагают основную внутреннюю часть Карагандинского бассейна, а также его крылья.
Протяженность бассейна 120 км, ширина его в западной части до 55 км, в центральной части до 40 км, а в восточной сокращается до 25—30 км. Общая площадь бассейна 3600 км2, в том числе площадь развития угленосных отложений 2000 км2. В пределах Карагандинского бассейна выделяются три крупные синклинали (с запада на восток): Чурубай-Нуринская, Карагандинская и Верхне- Сокурская, которые разделены соответственно Алабасской антиклиналью и Майкудукским поднятием.
Чурубай-Нуринская синклиналь, в пределах которой расположены
Максимальной сложностью характеризуется строение южного крыла Чурубай-Нуринской синклинали. На всем его протяжении породы аккудук- ской, ашлярикской свит собраны в удлиненные продольные антиклинальные и синклинальные складки с изогнутыми осевыми линиями, вытянутыми в целом в широтном или близком к нему направлении. Размах крыльев этих складок колеблется в пределах 100—400 м. На фоне крупных складок отмечены более мелкие, которые создают гофрировку их крыльев и целиком повторяют общий характер складчатости. Для южного крыла Чурубай-Нуринской синклинали характерным является тенденция к опрокидыванию складок на север и осложнение их частыми продольными разрывами преимущественно взбросового характера с большой амплитудой перемещения. В связи с этим южные крылья складок пологие, северные — более крутые. Некоторые из взбросов, увеличивая свои размеры и амплитуду, переходят в надвиги. Именно таким нарушением — Джалаирским надвигом — южное крыло синклинали срезано на большом протяжении. Кроме крупных разрывных нарушений имеется значительное количество более мелких, которые фиксируются сильной перемятостью пород и угольных пластов, а также наличием зеркал скольжения. В северном направлении интенсивность дислокаций постепенно уменьшается: складки увеличиваются в своих размерах, количество дизъюнктивных нарушений резко сокращается, и породы надкарагандинской свиты залегают уже значительно более спокойно.