Природные угольные пожары кузбасса: геологические предпосылки, климатические обстановки, возраст

Сокол Э.В.; Коржова С.А; Алексеев Д.В.; Травин А.В.

Инд. авторы:	Сокол Э.В., Коржова С.А, Алексеев Д.В., Травин А.В.
Заглавие:	Природные угольные пожары кузбасса: геологические предпосылки, климатические обстановки, возраст
Библ. ссылка:	Сокол Э.В., Коржова С.А, Алексеев Д.В., Травин А.В. Природные угольные пожары кузбасса: геологические предпосылки, климатические обстановки, возраст // Геология и геофизика. - 2014. - Т.55. - № 9. - С.1319-1343. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	РИНЦ: 22015284;
Реферат:	eng: The paper summarizes data on the Pleistocene combustion metamorphic complexes of the Kuznetsk Coal Basin. Paralava and clinker samples are dated by ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar incremental heating. The ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar ages of the combustion metamorphic rocks permit reconstructions of the succession of renewed activity of ancient faults in the Salair zone and age estimates for the evolution of the present-day drainage network. Cross sections of burned rocks from the western margin and center of the Kuznetsk Basin are compared. The geologic factors of coal ignition risks are analyzed. On the western margin of the Kuznetsk Basin, paleofires occurred in steeply dipping thick seams with predominant crushed vitrain-clarain coal, which has a high oxygen and methane adsorption capacity. Highly denuded high-temperature combustion metamorphic complexes are most often localized in the arches of slightly broken anticlines. Oxygen was supplied to the coals during the Late Cenozoic renewed fault activity and the subsequent erosion of the sediments. The natural fires in the area were a result of external rather than spontaneous ignition. The paleofire depths (up to 200 m) indicate that they occurred in a warm and dry climate. In the center of the Kuznetsk Basin, dispersed fire foci appeared in seams of self-igniting coals with the erosion propagation of the current drainage network. The combustion metamorphic complexes here are partly eroded and consist mostly of clinkers with a low degree of alteration. The ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar ages and geological data indicate that the earliest large-scale combustion events on the western periphery of the basin occurred in the Eopleistocene (1.3-0.9 Ma). The oldest ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar age of a coal fire episode (1.7 ± 0.3 Ma) might be the upper age boundary of the altitude differentiation of topography, which corresponds to the renewed activity of the Tyrgan and Afonino-Kiselevsk faults. The later coeval combustion events on the western margin (0.2 ± 0.1 Ma) and in the center of the basin (0.13-0.02 Ma), most probably, occurred during the Kazantsevian interglacial, which gave rise to the present-day drainage network. rus: Статья суммирует результаты исследований плейстоценовых пирогенных комплексов Кузбасса. Методом ступенчатого прогрева выполнено ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar датирование паралав и клинкеров. На этой основе реконструирована последовательность реактивации древних разломов в Присалаирской зоне и получены оценки временных рубежей развития современной гидросети. Сопоставлены разрезы горельников с западной окраины и из центра Кузнецкой впадины. Дан анализ геологических факторов риска природных возгораний углей. Показано, что на западной окраине Кузбасса палеопожары возникали на мощных крутопадающих пластах, на участках с преобладанием мятых витрено-клареновых углей, обладающих высокой сорбционной емкостью в отношении метана и кислорода. Поля глубоко денудированных высокотемпературных горельников приурочены к сводам слабонарушенных антиклиналей. Доступ воздуха к углям был обеспечен в ходе позднекайнозойской реактивации разломов, и последующего эрозионного расчленения осадочных толщ. Их воспламенение от внешнего источника зажигания представляется более вероятным, нежели самовозгорание. Глубины распространения палеопожаров, достигающие 200 м, указывают на их возникновение в теплом и сухом климате. В центре Кузбасса разрозненные очаги пожаров возникали на пластах самовозгорающихся углей в ходе проработки современной гидросети. Горельники здесь слабо эродированы и преимущественно сложены породами начальной степени обжига. Геологические наблюдения и результаты ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar-датирования пирогенных пород свидетельствуют, что по западной окраине Кузбасса первая волна массовых возгораний прошла в эоплейстоцене (1.3-0.9 млн лет). За верхний возрастной рубеж начала высотной дифференциации рельефа этого района, связанной с реактивацией Тырганского взбросонадвига и Афонино-Киселевского взброса, можно принять наиболее древнюю ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar-датировку - 1.7 ± 0.3 млн лет. Времена повторных возгораний на западной окраине (0.2 ± 0.1 млн лет) и в центре бассейна (0.13-0.02 млн лет) близки. Эти пожары с высокой вероятностью произошли в казанцевское межледниковье, когда закладывалась современная гидросеть.
Ключевые слова:	климат; Пирометаморфические комплексы; угольные пожары; ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar-датирование; Clinkers; climate; Combustion metamorphic complexes; Coal fires; ⁴⁰Ar/ ³⁹Ar dating; Kuznetsk Basin; paralavas; Кузбасс; паралавы; клинкеры;
Издано:	2014
Физ. характеристика:	с.1319-1343
Цитирование:	1. Архипов С.А., Волкова В.С. Геологическая история, ландшафты и климаты плейстоцена Западной Сибири. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1994, 106 с. 2. Бабин Г.А. Геологическая карта Кемеровской области. М-б 1:500000. ФГУГП «Запсибгеолсъемка», 2007. 3. Геология СССР. Том XIV. Западная Сибирь (Алтайский край, Кемерово, Новосибирская, Омская, Томская области). Часть 1. Геологическое описание / Ред. В.И. Яворский. М., Госгеолтехиздат, 1967, 647 с. 4. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 7. Кузнецкий, Горловский бассейны и другие угольные месторождения Западной Сибири / Под ред. В.И. Яворского. М., Недра, 1969, 912 с. 5. Зыкин В.С., Зыкина В.С., Орлова Л.А. Изменение природной среды и климата Западной Сибири в позднем кайнозое // Глобальные и региональные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя в Сибири. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2008, с. 175-245. 6. Карасевич А.М., Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М., Матвиенко Н.Г., Золотых С.С., Натура В.Г., Попова Т.С. Кузнецкий бассейн - крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. М., Изд-во Академии горных наук, 2001, 64 с. 7. Кудинов Е.В. Геолого-тектоническое строение и газоносность угленосных отложений Верхнебалахонской подсерии Прокопьевско-Киселевского сегмента Присалаирской зоны Кузбасса // Вестник ТГУ, 2007, № 301, с. 196-200. 8. Кухаренко Т.А. Химия и генезис ископаемых углей. М., Госгортехиздат, 1960, 328 с. 9. Линденау Н.И., Маевская В.М., Вахрушева Е.С. Каталог углей, склонных к самовозгоранию. М., Недра, 1982, 416 с. 10. Луппов М.А. Регистрационная карта месторождения горелых пород Кузнецкого бассейна. М-б 1:600 000. Нерудная экспедиция, Прокопьевско-Киселевская партия. Новокузнецк, ЗСГУ, 1964, 1965. 11. Манукян П.А. Подземные пожары в угольных шахтах. М., Углетехиздат, 1947, 111 с. 12. Маревич Н.В. Самовозгорание угля мощных пластов Прокопьевского месторождения Кузбасса. М., Углетехиздат, 1955, 136 с. 13. Новиков И.С., Сокол Э.В., Травин А.В., Новикова С.А. Пирометаморфические индикаторы кайнозойских орогенных движений: минералогические и геохронологические аспекты на примере зоны перехода от Салаира к Кузбассу // Геология и геофизика, 2008, т. 49 (6), с. 503-526. 14. Новиков И.С., Черкас О.В., Мамедов Г.М., Симонов Ю.Г., Симонова Т.Ю., Наставко В.Г. Этапы активации и тектоническая делимость Кузнецкого угольного бассейна (Южная Сибирь) // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (3), с. 424-437. 15. Перепелов А.Б., Цыпукова С.С., Демонтерова Е.И., Павлова Л.А., Травин А.В., Бат-Улзий Д. Первые минералого-геохимические и изотопно-геохронологические данные по неогеновому щелочно-базальтовому вулканизму плато Хэвэн Залу Урийн Сарьдаг (Северная Монголия) // ДАН, 2010, т. 434, № 2, с. 232-237. 16. Пирогенный метаморфизм / Э.В. Сокол, Н.В. Максимова, Е.Н. Нигматулина, В.В. Шарыгин, В.М. Калугин // Ред. Г.Г. Лепезин. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2005, 284 с. 17. Угольная база России. Том II. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский бассейны; месторождения Алтайского края и Республики Алтай) / Ред. А.З. Юзицкий. М., ООО «Геоинформцентр», 2003, 604 с. 18. Усов М.А. Тектоника Кузбасса // Проблемы советской геологии, 1935, т. V, № 2, с. 113-134. 19. Форонова И.В. Четвертичные млекопитающие юго-востока Западной Сибири. Кузнецкая котловина. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2001, 243 с. 20. Фотьева Г.С. Обзорная геологическая карта Ленинского и Ерунаковского районов. М-б 1:25000. Северо-Кузбасская геолого-разведочная экспедиция, Беловская геолого-разведочная партия, ЗСГО, 1984. 21. Юзвицкий А.З. Геолого-промышленная карта Кузнецкого бассейна. М-б 1:100000. Новосибирск, СНИИГГиМС, 1998. 22. Юзвицкий А.З. Геолого-промышленная карта Кузнецкого бассейна. М-б 1:100000: Объяснительная записка. Новосибирск, СНИИГГиМС, 2000, 128 с. 23. Яворский В.И. Географическое положение Кузнецкого бассейна и общие сведения о нем // Очерки по геологии Кузнецкого и Донецкого бассейнов. Л., 1970, с. 55-93. 24. Яворский В.И., Радугина Л.В. Каменноугольные пожары в Кузнецком бассейне и связанные с ними явления // Горный журнал, 1932, № 10, с. 55-59. 25. Coal and peat fires: a global perspective. Volume 1: Coal geology and combustion / Ed. G.B. Stracher, A. Prakash, E.V. Sokol. Amsterdam, Elsevier, 2010, 357 p. 26. Cosca M.A., Essene E.J., Geissman J.W., Simmons W.B., Coates D.A. Pyrometamorphic rocks associated with naturally burned coal beds, Powder River Basin, Wyoming // Amer. Miner., 1989, v. 74, p. 85-100. 27. Fleck R.J., Sutter J.F., Elliot D.H. Interpretation of discordant 40Ar/39Ar age-spectra of Mesozoic tholeiites from Antarctica // Geochim. Cosmochim. Acta, 1977, v. 41, p. 15-32. 28. Grapes R. Pyrometamorphism. Germany, Springer, 2011, 377 p. 29. Grapes R., Korzhova S., Sokol E., Seryotkin Y. Paragenesis of unusual Fe-cordierite (sekaninaite)-bearing paralava and clinker from the Kuznetsk coal basin, Siberia, Russia // Contr. Miner. Petrol., 2011, v. 162, p. 253-273. 30. Heffern E.L., Reiners P.W., Naeser C.W., Coates D.A. Geochronology of clinker and implications for evolution of the Powder River Basin landscape, Wyoming and Montana // Geol. Soc. Amer. Rev. Eng. Geol., 2007, p. 155-175. 31. International Chronostratigraphic Chart, International Commission of Stratigraphy, August, 2012. 32. Karlstrom K.E., Crow R.S., Peters L., McIntosh W., Raucci J., Crossey L.J., Umhoefer P., Dunbar N. 40Ar/39Ar and field studies of Quaternary basalts in Grand Canyon and model for carving Grand Canyon: quantifying the interaction of river incision and normal faulting across the western edge of the Colorado Plateau // Geol. Soc. Amer. Bull., 2007, v. 119, № 11-12, p. 1283-1312.