Глава 1. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТВЁРДЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ
Образование ТГИ происходило на протяжении многих геологических периодов, в течение которых неоднократно изменялись климат и рельеф земной поверхности, а, следовательно, и растительный мир.
Соответственно создавались благоприятные или неблагоприятные условия для образования твёрдых горючих ископаемых.В результате детального изучения остатков древесины, коры, ветвей, листьев или их отпечатков, сохранившихся в пластах каменных углей, представилось возможным восстановить первоначальные формы, размеры, строение растений прежних геологических периодов, способы их размножения и даже условия их произрастания. В табл. 1.1 представлены сведения об условиях образования органического вещества в различных геологических периодах [5]. Данная таблица охватывает период времени от зарождения жизни на земле более 2 млрд. лет назад до современной эпохи.
Таблица 1.1 – Палеографические условия образования органических веществ
| Период | Продолжи-тельность, млн. лет | Условия | Органический мир | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Кембрийский | 70 | Платформенная суша имела низменно-равнинный характер, в атмосфере повышенное содержание СО2. Климат влажный | Морские водоросли и бактерии, земноводные споровые растения (псилофиты) | |
| Ордовикский и силурийский | 90 | Интенсивные тектонические проявления. Чередуется тёплый и холодный климат
| Господство водорослей и бактерий. В прибрежных районах появляются растения | |
| Девонский | 50-70 | Суша занимает до 70% от современных материков, происходит горообразование. Резкие колебания климата, высокое содержание СО2 | Водная форма – водоросли и бактерии. Наземные формы в ранний период –псилофиты, в среднем и позднем девоне – плауновые и папоротниковые | |
| Каменно-угольный | 55-75 | Изменение структуры и рельефа земной поверхности. Климат тёплый
| Гигантские хвощи и папоротники | |
| Окончание таблицы 1.1 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Пермский | 45 | Сокращение морских бассейнов, равнинные осушенные платформы. Многократное изменение климата, материковые обледенения | Эволюция растительного и животного мира | |
| Триасовый | 45 | Опускание и поднятие обширных территорий. В основном мягкий климат. Образование озёр, обмеление морей | Неблагоприятные условия для органического мира | |
| Юрский | 45 | Интенсивная тектоническая деятельность, вулканизм. Климат умеренный, тёплый | Господство голосеменных, есть папоротники и хвощи, водорослевая флора | |
| Меловой | 70 | Мелководные тёплые моря. Климат тёплый | Появились леса, первые пальмы | |
| Третичный | 65 | Развитие озёр и болот. Выравнивание рельефа континентов. Активная тектоническая деятельность. Похолодание в северных широтах | Развиваются высшие представители флоры и фауны | |
| Четвертичный | 1 | Возросла площадь морей, активная тектоническая и магматическая деятельность. Похолодание | Развитие лесов. Появление ледников, человека | |
На протяжении всех периодов существования Земли происходили сдвиги и перемещения земной коры. Причём размах и характер их был неодинаков, как по длительности, так и по территории. На территориях материковых платформ на протяжении геологических эпох происходили лишь плавные перемещения в вертикальном направлении. Причём при опускании эти области, как правило, затапливались водой, а при поднятии вновь выступали из воды. Размещённые между платформами области тектонических разломов перемещались в вертикальных и горизонтальных плоскостях и образовывали геосинклинали, для которых характерно наличие больших толщ осадочных пород.
Твёрдые горючие ископаемые встречаются в осадочных породах всех геологических периодов, начиная с силурийского возраста, а остатки вообще углистых веществ, по-видимому, органического происхождения известны в значительно более древних породах докембрия.
В самые ранние геологические периоды накопление органического материала происходило за счёт наиболее примитивных представителей растительно-животного мира. Именно так образовались огромные массы карбонатных пород – известняков, мергелей, доломитов, однако считается, что в отдельных случаях они давали начало и углистым образованиям, сохранившимся до наших дней. Примером могут служить так называемые «шунгиты», встречающиеся среди докембрийских кристаллических сланцев Карелии.
В последующие геологические периоды происходило развитие более сложных организмов – многоклеточных сине-зеленых водорослей, которые явились исходным материалом для некоторых месторождений горючих сланцев. Например, из таких водорослей в нижнесилурийский период образовались горючие сланцы – «кукерситы» – в Эстонии.
К началу девонского периода водоросли в своем эволюционном развитии сделали значительный шаг вперед, приспособившись к существованию в прибрежной части суши. Эта первая полуназемная растительность – псилофиты (без настоящих листьев и корней) – местами давала значительные заросли, из которых впоследствии образовались уже настоящие угли (месторождения по р. Барзас в Кузнецком бассейне, угли Медвежьего острова в Баренцевом море). Примерно на 80-85% стебли их состояли из клеток с нежными стенками, напоминающими паренхимные ткани. Покровные ткани и жесткие клетки едва составляли 15-20% общей массы.
Наиболее пышного расцвета наземная растительность достигает в каменноугольный период, когда на смену псилофитам приходят тайнобрачные (древовидные папоротники, огромных размеров хвощи) и плауновые (каламиты, лепидодендроны, сигиллярии), которые размножались спорами. Заселяя низменные берега прибрежно-морских и континентальных водоемов, эта растительность явилась исходным материалом, из которого формировались такие крупнейшие угольные бассейны, как Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Подмосковный и многие другие в различных районах земного шара.
Гигантские деревья папоротникообразной флоры были близки к травам по строению стволов и ветвей, структура которых была подобна стеблям сахарного тростника или кукурузы. Преобладали паренхимные ткани, древесины у них было мало [6]. Судя по окаменелым стволам флоры Донецкого, Кузнецкого и Печорского бассейнов, кора, древесина, покровные и другие ткани, представленные жесткими клетками, составляли всего лишь 30-35%, а паренхимные – 65-70%.Растительный комплекс пермского периода характеризуется повышенным содержанием переходных видов голосеменных и уменьшением споровых растений. Основу этого комплекса составляли кордаиты, хвойная и папоротникообразная флора.
Для растительного комплекса триасового периода характерно резкое сокращение споровых растений. Из всего разнообразия папоротникообразной флоры сохраняются только папоротники. Основную роль играли голосеменные, представленные беннетитами, саговниковыми, хвойными и гинкговыми. В строении голосеменных растений паренхимные ткани, по-видимому, имели подчиненное значение, подобно современным хвойным.
В юрский период и раннюю эпоху мелового наступает расцвет голосеменных растений, в которых установлены хорошо развитые смоляные ходы. Основным исходным растительным материалом этих эпох были баннетиты, саговниковые, хвойные, гинкговые и папоротники, а в конце ранней эпохи мелового периода появились и покрытосеменные растения. В результате имело место образование многих угольных месторождений Сибири и Дальнего Востока (Канско-Ачинский, Иркутский, Буреинский бассейны).
В позднюю эпоху мелового периода появляется еще более совершенная растительность из числа покрытосеменных, уже близкая к современной. Гигантские деревья достигают 100 м высоты при диаметре стволов до 15 м. Новый пышный расцвет растительного мира наблюдался в третичном периоде. В растительном комплексе преобладали покрытосеменные, хвойные и папоротники, подчиненное значение имели беннетитовые, саговниковые и гинкговые. Этот период характерен образованием из скоплений высших растений огромных количеств бурых углей.
Таким образом, за время, прошедшее с момента появления органической жизни, на Земле неоднократно возникали особо благоприятные условия для развития растительного мира. В каменноугольный, пермский, юрский, меловой и третичный периоды они обеспечили образование основной массы угольных месторождений. Четвертичный период дал нам обширные запасы торфа.