Wybrane
zagadnienia z geologii cz III
1. Prekambryjska
platforma - wschodnioeuropejska
2. Platforma
paleozoiczna - zachodnioeuropejska
4. Zlodowacenia
plejstoceńskie
II. Charakterystyka
złóż kopalin użytecznych występujących w Polsce.
2. Złoża
węgla brunatnego i torfu
5. Złoża
rud żelaza, cynkowo-ołowianych i miedzi
III. Górnośląskie
Zagłębie Węglowe
IV. Podział
złóż kopalin użytecznych.
2. Złoże
o znaczeniu gospodarczym
3. Podział
złóż kopalin użytecznych
a. Według
prawa geologicznego i górniczego
V. Cechy
charakterystyczne pokładu.
VI. Zaburzenia
w zaleganiu pokładów
Geologia historyczna jest nauką zajmującą się badaniem przeszłości skorupy ziemskiej. Zadaniem jej jest określenie czasu oraz zakresu przemian, jakie odbywały się w skorupie ziemskiej, a więc zmiany ukształtowania powierzchni Ziemi, zasięgu mórz i lądów, warunków klimatycznych oraz kolejności powstawania i wieku geologicznego poszczególnych skał.
Czas dokonywania się tych przemian, np. powstawania skał, czyli wskazanie ich wieku geologicznego, może być określony w sposób bezwzględny w milionach lat na podstawie badań produktów rozpadu pierwiastków promieniotwórczych zawartych w skale. Znając szybkość rozpadu pierwiastków promieniotwórczych oraz ilość, produktów rozpadu, wnioskować można o wieku geologicznym skał.
Wiek skał osadowych określa się najczęściej w sposób względny na podstawie występujących w nich szczątków lub śladów organizmów żywych, żyjących w okresie osadzania się materiału, z którego powstała skała, a więc współczesnych jej powstaniu. Szczątki te (skorupy, części szkieletu) lub odciski w skale noszą nazwę skamielin.
Szczególne znaczenie dla określenia wieku skał mają skamieliny tych organizmów żywych, które występowały na Ziemi przez krótki okres i znajdywane są tylko w pewnych określonych warstwach skalnych. Skamieliny takie charakterystyczne dla danych warstw skał osadowych nazywają się skamielinami przewodnimi.
Nauką zajmującą się ustalaniem kolejności warstw skalnych oraz określeniem ich względnego wieku geologicznego jest stratygrafia, stanowiąca dział geologii historycznej.
Podział
stratygraficzny utworów skorupy ziemskiej
Tabela stratygraficzna została skonstruowana na podstawie zmian, jakie zachodziły w rozwoju życia na Ziemi. Poszczególne ery oddzielają szczególnie ważne wydarzenia: początek paleozoiku to masowe pojawienie się organizmów morskich z twardymi częściami ciała (w związku z tym od tego czasu zachowało się dużo skamieniałości). Natomiast na przełomie paleozoiku i mezozoiku oraz mezozoiku i kenozoiku miały miejsce okresy wielkiego wymierania, podczas których wyginęła większość gatunków organizmów. Podział er na okresy jest z kolei związany głównie z występowaniem poszczególnych skamieniałości przewodnich.
Uproszczona
tabela stratygraficzna
Tabela 1
|
Terytorium Polski leży na styku 3 głównych
jednostek strukturalnych Europy, do których należą:
·
prekambryjska platforma wschodnioeuropejska
·
platforma paleozoiczna
·
obszar fałdowań alpejskich
·
paleozoiczne masywy orogeniczne
|
|
Rys.1 Jednostki tektoniczne występujące w Polsce
|
|
Platforma wschodnioeuropejska zajmuje północno - zachodnią część Europy.
W budowie wewnętrznej platformy można wyróżnić 2 części, które występują w Polsce:
Platforma wschodnioeuropejska styka się z
platformą paleozoiczną (zachodnioeuropejską) wzdłuż linii tektonicznej. Jest to strefa
szerokości ok. 100 km ciągnąca się w Polsce od Kołobrzegu aż po Przemyśl. Jest
ona wgłębnym rozłamem w skorupie ziemskiej sięgającym aż do głębokości ok. 55 km.
Strefę fałdowań paleozoicznych (paleozoiczne masywy orogeniczne) tworzą Sudety wraz z Blokiem Przedsudeckim, Góry Świętokrzyskie oraz Niecka Górnośląska. Obszar od gór po platformę prakambryjską to tzw. platforma paleozoiczna, która obejmuje stare utwory fałdowe przykryte osadami młodszymi, lekko sfałdowanymi pod koniec mezozoiku. Obecnie struktury te pokryte są utworami trzecio- i czwartorzędowymi.
Najsilniejszy wpływ na obraz dzisiejszej Europy miały fałdowania alpejskie, których kulminacja nastąpiła na przełomie paleogenu i neogenu (trzeciorzęd). Fałdowania objęły Europę Południową oraz południową część Europy Zachodniej.
Orogeneza
alpejska w Polsce : powstały Karpaty i zapadlisko przedkarpackie. Polskie jednostki orogenezy alpejskiej : Tatry,
niecka Podhala, Pieniny, Karpaty Zewnętrzne (fliszowe) ,Beskidy wraz z
pogórzami oraz Bieszczady, Zapadlisko Przedkarpackie
Tatry i Pieniny zostały sfałdowane w początkowych fazach orogenezy alpejskiej, natomiast Karpaty fliszowe powstały w połowie trzeciorzędu, a następnie w postaci płaszczowin nasunięte na swoje przedpole. W ostatnim etapie formowania się Karpat powstało zapadlisko przedkarpackie.
Pod
koniec pliocenu (starszy trzeciorzęd) nastąpiło wyraźne ochłodzenie klimatu
przy jednoczesnym wyraźnym wzroście wilgotności powietrza, co sprzyjało opadom
śniegu. Doprowadziło to w plejstocenie (starszy czwartorzęd) do powstania na
północy Europy (Skandynawia) lodowca kontynentalnego. Klimat podlegał znacznym
wahaniom. Okresom ochłodzenia (glacjałom) towarzyszyły transgresje lodowca, a
okresom ocieplenia (interglacjałom) regresje lodowca.
Terytorium
Polski było zlodowacone co najmniej cztery razy.
Najstarsze
zlodowacenie podlaskie objęło swym
zasięgiem północno-wschodnią Polskę, sięgając po Podlasie.
Drugie
zlodowacenie zwane południowopolskim (krakowskim)
miało największy zasięg i sięgnęło na południe aż po Karpaty i Sudety.
Trzecie
zlodowacenie zwane środkowopolskim sięgnęło
na zachodzie po Sudety, a na wschodzie po wyżyny środkowopolskie. Dalej na
południe zlodowacenie to wchodziło obniżeniami: po Sandomierz w dolinie Wisły i
Bramę Morawską w dolinie Odry.
Ostatnie
najmłodsze zlodowacenie północnopolskie (bałtyckie) objęło swym zasięgiem
pojezierza: Wielkopolski, Mazurskie, Pomorskie.
Część
Polski objęta ostatnim zlodowaceniem (bałtyckim) ma rzeźbę młodoglacjalną,
czyli formy pochodzenia lodowcowego są dobrze zachowane (liczne moreny, rynny
subglacjalne, pradoliny, jeziora polodowcowe).Na terenach starszych zlodowaceń
rzeźba polodowcowa została silnie przekształcona. W rezultacie rzeźba jest tam
mało urozmaicona (monotonna). Strefa ta jest określana mianem obszaru o rzeźbie
staroglacjalnej.
W
czasie zlodowaceń w Tatrach i Karkonoszach rozwijały się lodowce górskie.
Charakterystycznymi formami polodowcowymi są tu: U-kształtne doliny, moreny boczne
i czołowe oraz cyrki lodowcowe.
Baza
surowcowa: skały osadowe: piaski,
żwiry, iły i gliny, a także torf, less i kreda pisząca.
W Polsce węgiel kamienny występuje w trzech rejonach.:
Zagłębie Górnośląskie - największe i najzasobniejsze.
Zagłębie Dolnośląskie - w znacznej mierze jest już wyeksploatowane i istniejące tam kopalnie zostały zlikwidowane.
Zagłębie Lubelskie – najmłodsze, wydobycie prowadzi tam tylko jedna kopalnia.
Węgiel brunatny występuje w różnych rejonach kraju na zachód od doliny Wisły aż po zachodnią granicę kraju.
Obszar północny zawiera pokłady węgla brunatnego zalegające na
głębokości około
Obszar lubusko-dolnośląski - złoża węgla brunatnego są najzasobniejsze
Dawniej eksploatowano te złoża sposobami podziemnymi, obecnie eksploatuje się
je wyłącznie sposobem odkrywkowym. W rejonie obok pokładów grubości 1 do
Obszar poznański zawiera duże złoża występujące jednak w niekorzystnych do eksploatacji warunkach wśród zawodnionych piasków.
Obszar Konin—Łódź - duże znaczenie
gospodarcze mają złoża Konin i Bełchatów. Znajdują się tu duże jednostki
wydobywcze wraz z zakładami energetycznymi; pokład węgla brunatnego ma tu
grubość od 9 do
Rejon Zawiercia i Częstochowy - zawiera jeden lub dwa pokłady
leżące na niewielkiej głębokości, ich grubość wynosi 0,5 do
Złoża torfu występują prawie na terenie całej Polski,
głównie na Pomorzu, w Wielkopolsce, nad Narwią i Notecią. Sumaryczna powierzchnia
torfowisk zarejestrowanych na terenie Polski wynosi około 1800 tys. ha, a ich
grubość nie przekracza zwykle 5 do
Polskie złoża siarki są pochodzenia chemiczno-organicznego. Złoża te są ściśle związane z utworami gipsowymi o zawartości siarki do 30%. Występują w okolicy Tarnobrzegu.
Gruba seria solonośna występuje na Niżu Polski Środkowej. Kopalnie eksploatujące tu sole kamienne i potasowo-magnezowe istnieją w Inowrocławiu, Wapnie i Kłodawie. Sole kamienne eksploatowane są także na przedgórzu Karpat w okolicach Bochni i Wieliczki.
Przez rudy rozumie się surowce mineralne użytkowane zasadniczo w celu uzyskania z nich metali. Granicę rud stanowią surowce glinu i magnezu. Surowce do produkcji siarki nazywa się rudami siarki. Termin ruda używa się tak w zestawieniu z odpowiednim metalem, np. rudy żelaza, miedzi, ołowiu itp., jak i w zestawieniu z odpowiednim kruszcem, np. ruda magnetytowa, syderytowa, chalkopirytowa, ruda miedzi rodzimej itp. Rudy wielometaliczne (polimetaliczne) mają zwykle jeden metal, który stanowi o wartości rudy.
Według
użyteczności i zastosowania metali wydziela się siedem grup rud, a mianowicie
rudy metali:
—
żelaznych, czyli „czarnej metalurgii” — żelaza, manganu chromu,
—
staliwnych, tj. uszlachetniających stal, należą tu rudy niklu, kobaltu,
molibdenu, wolframu, wanadu i tytanu,
—
lekkich — glinu, magnezu, litu,
—
specjalnych i rzadkich — między innymi antymonu, arsenu, rtęci, bizmutu, kadmu,
rubidu, cezu, chromu, berylu,
—
szlachetnych — złota, srebra, platyny i pokrewnych,
—
promieniotwórczych — uranu, radu, toru,
—
nieżelaznych — cyny, miedzi, ołowiu, cynku.
W
Polsce obecnie eksploatuje się złoża rud żelaza, cynku i ołowiu, miedzi oraz
niklu. Zapotrzebowanie gospodarki narodowej na inne metale pokrywane jest z
importu.
Eksploatację
zasobnych złóż rud cynku i ołowiu prowadzi
się w trzech rejonach:
— olkuskim, obejmującym okolice Olkusza,
Bolesławia i Sławkowa,
— bytomskim, obejmującym okolice Bytomia
i Tarnowskich Gór,
— chrzanowskim obejmującym okolice
Trzebini, Chrzanowa i Jaworzna.
W
Polsce jedynymi eksploatowanymi złożami
rud miedzi są osadowe złoża łupków miedzionośnych na Dolnym Śląsku okolice
Lubina. Oprócz miedzi zawierają one także srebro i złoto.
W Polsce są eksploatowane także ropa naftowa i gaz ziemny oraz surowce skalne i budowlane (marmury, granity, bursztyny, piaski, gips, kamienie szlachetne itd.).
Górnośląskie Zagłębie Węglowe
jest jednym z największych zagłębi węglowych w świecie. Jego powierzchnia
wynosi około 6400 km2 (wraz z okręgiem ostrawsko-karwińskim),
z czego 4500 km2 należy do Polski. Stanowi ono olbrzymią nieckę
wypełnioną utworami karbonu górnego (produktywnego), których grubość w części
zachodniej wynosi przeszło
Karbon górny dzieli się na zasadnicze trzy grupy warstw:
a. w dolnej części — brzeżne,
b. w środkowej części — siodłowe,
c. w górnej części — łękowe.
Systematyka pokładów węgla Zagłębia Górnośląskiego
występujących w karbonie górnym
Tabela 2
Grupy |
Warstwy |
Numeracja pokładów |
Łękowa |
libiąskie |
111 – 118 |
łaziskie |
201 – 218 |
|
orzeskie |
301 – 364 |
|
rudzkie |
401 – 419 |
|
Siodłowa |
siodłowe |
501 – 510 |
Brzeżna |
porębskie |
601 - 631 |
jaklowickie |
701 – 723 |
|
gruszowskie |
801 – 848 |
|
pietrzkowskie |
901 i wyżej |
Warstwy brzeżne charakteryzują się przewagą łupków ilastych, są dostępne tylko na brzegach Zagłębia (stąd wywodzi się ich nazwa) oraz w wypiętrzeniach tektonicznych. Warstwy te zawierają pokłady węgla koksowniczego, ku wschodowi cała seria cienieje.
Warstwy siodłowe w części zachodniej zawierają sześć grubych
pokładów węgla o sumarycznej miąższości około
Warstwy łękowe zawierają łupki i piaskowce oraz dużą liczbę pokładów węgla.
Warstwy karbonu produktywnego (górnego) podścielone są utworami karbonu dolnego stanowiącego łupki i piaskowce oraz wapienie.
Zagłębie jest typu mieszanego, tzn. paraliczno-limnicznego. Zagłębie typu paralicznego charakteryzuje się obecnością skał zawierających skamieniałości morskie. Powstały one w sąsiedztwie mórz, które wkraczały lub cofały się z ich terenu w zależności od ruchów górotwórczych. Zagłębia limniczne nie zawierają wkładek osadów morskich, powstały w warunkach śródlądowych.
W Zagłębiu Górnośląskim warstwy brzeżne mają charakter paraliczny, a osady młodsze, warstwy siodłowe i łękowe są typu limnicznego.
Zagłębie Górnośląskie ma kształt nieregularnego trójkąta, którego podstawę stanowi linia Ostrawa—Karwina—Krzeszowice, a wierzchołek leży w okolicy Tarnowskich Gór (rys.2). Granica południowa nie jest dokładnie ustalona, gdyż utwory formacji węglowej nakryte są grubymi osadami Karpat. Również granica południowo-wschodnia nie jest dokładnie zbadana.
Zasoby węgla stwierdzone i
prawdopodobne w pokładach nadających się do eksploatacji do głębokości
Niecka Zagłębia Górnośląskiego ma wyraźne dwa główne kierunki zaburzeń tektonicznych, które krzyżują się w okolicy Zabrza i Gliwic.
Jeden z tych kierunków związany jest z powstaniem Sudetów i przebiega z południowego zachodu na północny wschód. Najwyraźniej zaznaczony jest w zachodniej części Zagłębia, która jest silnie zaburzona tektonicznie. Wyróżnia się tu dwa siodła z przylegającymi do nich łękami. Siodła są złuskowane przekształcone w nasunięcia. Idąc od zachodu na wschód mamy nieckę rybnicką, siodło michałkowickie, nieckę chwałowicką oraz nasunięcie orłowskie.
Drugi kierunek pofałdowań związany jest z po wstaniem Gór Świętokrzyskich i przebiega z północnego wschodu na południowy zachód. Najsilniej ten kierunek zaznaczony jest w północnej części Zagłębia. Idąc z północy na południe wyróżnia się: nieckę bytomską, siodło główne z zaznaczającymi się w jego obrębie kopułami w rejonie Zabrza, Chorzowa, Mysłowic, powstałymi w miejscach krzyżowania się obu kierunków tektonicznych, obszerną nieckę główną oraz siodło Mszana—Jastrzębie. Podobny kierunek jak pofałdowania mają główne uskoki.
Rys. 2.
Szkic tektoniczny Górnośląskiego Zagłębia
Węglowego
Obecnie eksploatacja koncentruje się na obrzeżach Zagłębia oraz siodłach i wyniesieniach. Stopniowo zagospodarowuje się również nieckę główną, jednak w środkowej części tej niecki utwory węglonośne nakryte są grubą warstwą utworów młodszych. Stąd budowane tu kopalnie prowadzą eksploatację na coraz większych głębokościach.
Od początków górnictwa górnik musiał dysponować wiedzą o złożach, z których wydobywał kopalinę przetwarzaną na surowce mineralne lub ich wyroby pochodne. Początkowo górnicy sami poszukiwali złoża, a następnie ustalano sposób wybierania kopaliny dostosowany do jego budowy geologicznej. Z czasem wyodrębniła się gałąź geologii zwana geologią złóż, zajmująca się kompleksowo badaniem występowania i rozmieszczenia złóż w skorupie ziemskiej. Współczesny górnik korzysta z wyników prac geologii złóż w postaci dokumentacji geologicznej złoża.
Kopalina - surowiec mineralny wydobywany ze skorupy ziemskiej
Kopalina użyteczna – surowiec mineralny przedstawiający wartość dla człowieka.
Kopalina główna - kopalina, dla której wydobywania wybudowano zakład górniczy.
Kopalina towarzysząca - mniej cenne złoże innej kopaliny użytecznej występujące w otoczeniu kopaliny głównej. Na przykład pokładom węgla w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym towarzyszą pokłady bentonitów, łupków szlifierskich lub skał sapropelowych.
Skały płonne lub odpadowe - skały, które towarzyszą złożom kopalin użytecznych i nie przedstawiają obecnie wartości.
Złoże o znaczeniu gospodarczym jest to takie naturalne nagromadzenie w skorupie ziemskiej kopaliny użytecznej, której eksploatacja przynosi korzyść gospodarczą.
Złoże o znaczeniu gospodarczym musi spełniać następujące warunki:
· na kopalinę użyteczną występującą w złożu w stanie naturalnym lub po przerobieniu na surowiec mineralny istnieje zapotrzebowanie, czyli ma rynek zbytu,
· cena zbytu gwarantuje pokrycie wszystkich kosztów związanych z wydobyciem, przeróbką i transportem kopaliny do odbiorcy oraz pewien zysk dla przedsiębiorstwa wydobywającego kopalinę,
· ilość kopaliny użytecznej w złożu, czyli zasoby, powinny być takie, aby gwarantowały pełne wykorzystanie (amortyzację) zakładu górniczego i towarzyszących mu obiektów w czasie jej eksploatacji.
Przy podjęciu decyzji o przystąpieniu do eksploatacji musimy uwzględnić podaż i popyt na daną kopalinę użyteczną w ujęciu wieloletnim.
Wyróżnia się następujące klasyfikacje złóż:
· według prawa geologicznego i górniczego
· według użyteczności,
· ze względu na genezę,
· ze względu na kształt.
Prawo geologiczne i górnicze kopaliny dzieli na podstawowe i pospolite.
Do kopalin podstawowych zalicza się:
— gaz ziemny, ropę naftową, węgiel brunatny, węgiel kamienny i metan z węgla kamiennego,
— kruszce metali szlachetnych, rudy metali i pierwiastków promieniotwórczych,
— apatyt, baryt, fluoryt, fosforyt, gips i anhydryt, piryt, siarkę rodzimą, sole potasowe i potasowo-magnezowe, sole strontu, sól kamienną,
— azbest, bentonit, diatomit, dolomit, gliny biało wypalające się i kamionkowe, gliny i łupki ogniotrwałe, grafit, kaolin, kamienie szlachetne i ozdobne, kwarc, kwarcyt, magnezyt, miki, marmury i wapienie krystaliczne, piaski formierskie i szklarskie, skalenie, ziemię krzemionkową,
—wszystkie kopaliny występujące w granicach obszarów morskich Rzeczypospolitej Polskiej
Do kopalin pospolitych zalicza się wszystkie kopaliny, które nie są wymienione powyżej.
Ze względu na użyteczność wyróżnia się pięć zasadniczych grup złóż kopalin użytecznych, jak złoża:
— surowców energetycznych (węgle, ropa naftowa itp.),
— surowców metalicznych (rudy żelaza, miedzi itp.),
— surowców chemicznych (sole, fosforyty, siarka itp.),
— surowców skalnych (gliny, piaski, żwiry, skały zwięzłe itp.),
— kamieni szlachetnych i półszlachetnych (diament, topaz itp.).
W geologii najważniejszy jest podział złóż według sposobu i powstania, czyli genezy (magmowe, osadowe, przeobrażone).
Z górniczego punktu widzenia najważniejszy jest podział złóż według kształtu oraz możliwości eksploatacji.
Wyróżnia się tu dwie grupy złóż:
a) złoża o kształtach prawidłowych, do których zalicza się:
— pokłady pojedyncze lub wiązki pokładów,
— żyły pokładowe,
b) złoża o kształtach nieprawidłowych, do których zalicza:
— gniazda,
— pnie,
— soczewki,
— impregnacje,
— wiązki drobnych żył,
— złoża okruchowe.
Pokład jest to złoże przeważnie osadowe, które tworzy warstwę kopaliny użytecznej wśród innych warstw skał osadowych tej samej formacji geologicznej, zalegającą zwykle zgodnie z ogólnym układem wszystkich warstw. Pokłady zajmują zazwyczaj bardzo znaczną powierzchnię, przy czym ich grubość w stosunku do wielkości tej powierzchni jest mała i w pewnych granicach stała. Mogą one występować pojedynczo, tworząc złoża jednopokładowe lub po kilka, a nawet kilkanaście pokładów oddzielonych od siebie warstwami skał płonnych, tworząc złoża wielopokładowe. Pokłady mogą wychodzić na powierzchnię.
Miejsce, w którym pokład wychodzi
na powierzchnię, nazywa się wychodnią.
Wychodnie mogą być obnażone, gdy
pokład wraz ze skałami otaczającymi wychodzi bezpośrednio na powierzchnię, lub ukryte, gdy warstwy, wśród których leży
pokład przykryte są utworami młodszymi, czyli nadkładem (rys.3). W
postaci pokładów występują złoża węgla kamiennego, brunatnego, soli, gipsu,
anhydrytu, fosforytów i
inne.
Rys. 3. Złoże wielopokładowe
Żyła jest to złoże powstałe przez nagromadzenie się minerału użytecznego w szczelinach skał, odznaczające się znaczną zmiennością pod względem kierunku i grubości oraz zawartości minerału użytecznego (rys. 4).
Złoża żylne są zwykle
młodsze od otaczających je skał. Po chodzenie złóż żylnych jest różne; w
większości przypadków są one wynikiem intruzji magmy oraz towarzyszących im
procesów, jak również krążenia wody. Przebieg i granice żył są przeważnie
całkowicie nieregularne, stosownie do przebiegu szczelin, jakie po wstały w
górotworze wskutek ruchów tektonicznych. Rozróżnia się żyły pojedyncze i żyły
rozgałęzione.
Rys. 4. Złoże żylne
Gniazda różnią się od żył jedynie kształtem i większymi wymiarami,
gdyż powstały przez wypełnienie minerałami użytecznymi dużych rozpadlin lub
pieczar w skalach płonnych. W zależności od kształtu złóż gniazdowych nazywa
się je soczewkami, słupami lub pniami, a gdy mają bardzo duże rozmiary składami. Różne rodzaje złóż typu gniazdowego przedstawiono na rys.5.
Rys. 5. Złoża a – gniazdowe, b - w kształcie pnia, c – soczewkowe
Impregnacje są to drobne nagromadzenia substancji mineralnej rozproszonej w skale płonnej. W tej formie występują złoża rud metali nieżelaznych, metali szlachetnych i innych.
Złoża okruchowe są nagromadzeniem luźnych ziaren lub odruchów minerałów użytecznych zmieszanych z ziarnami skał płonnych. Złożami takimi są np. piaski złotonośne.
Dla górnika wydobywającego węgle najważniejsze znaczenie mają złoża pokładowe, gdyż w nich występują wszystkie rodzaje węgli kopalnych. Pokład zalega zgodnie z ogólnym układem wszystkich warstw złoża i jest ograniczony mniej lub więcej równoległymi powierzchniami. Warstwy skał zalegające bezpośrednio nad pokładem nazywa się jego stropem, a leżące pod pokładem jego spągiem.
Rysunek 6 przedstawia cechy charakterystyczne pokładu (warstwy geologicznej), to jest: linię rozciągłości, rozciągłość, linię nachylenia, kąt nachylenia i grubość pokładu.
Rys. 6. Cechy
charakterystyczne pokładu
Linia rozciągłości (linia biegu) – linia powstała w skutek przecięcia się płaszczyzny spągu lub stropu pokładu z dowolną płaszczyzną poziomą.
Rozciągłość pokładu (bieg pokładu) – kierunek linii rozciągłości określony kątem, jaki tworzy ona z kierunkiem północy geograficznej, czyli jej azymutem.
Linia nachylenia pokładu – linia prostopadła do linii rozciągłości pokładu, kierunek nachylenia tej linii od ustalonej płaszczyzny w dół nazywa się upadem, a w górę nazywa się wzniosem.
Kat nachylenia pokładu – kąt zawarty między płaszczyzną jego spągu a płaszczyzną poziomą.
Z uwagi na wielkość kąta nachylenia pokłady dzieli się:
— poziome — o kącie nachylenia do 100,
— słabo nachylone — o kącie nachylenia od 100 do 350,
— silnie nachylone — o kącie nachylenia od 350 do 450,
— strome — o kącie nachylenia powyżej 450
Grubość pokładu– najkrótsza odległość między spągiem a stropem pokładu mierzona prostopadle. W geologii przyjęło się określenie miąższość pokładu. Ze względu na grubość pokłady węgla dzieli się na:
— cienkie, grubości do
— średnie, grubości od 1,5 do
— grube, grubości powyżej
Na mapach geologicznych i górniczych rozciągłość i upad oznacza się kreską zgodną z kierunkiem linii rozciągłości z dołączoną z jednej ze stron krótką kreseczką pokazującą kierunek zapadania (rys . 7.a). Gdy pokład będzie pionowy to dołączona zostanie druga krótka kreseczka (rys. 7.b), a gdy poziomy to będzie krzyżyk (rys. 7.c). Na mapach górniczych można spotkać oznaczenie, na którym kierunek zapadania jest oznaczony strzałką (rys. 7.d).
Rys. 7. Znaki umowne
przedstawiające graficzne położenie pokładu
W czasie, kiedy pokłady się tworzyły oraz już po ich powstaniu podlegały one działaniu różnych czynników (ruchy górotwórcze, lodowce, woda, itp.) które spowodowały liczne zaburzenia i nienormalności w ich zaleganiu, jak pofałdowania, uskoki, zmiany grubości, przerosty, rozszczepienia oraz wymycia.
Zaburzenia stanowią dużą
przeszkodę i utrudnienie w prowadzeniu robót górniczych, dlatego też główne z
nich powinny być rozeznane przed rozpoczęciem eksploatacji złoża. Rozeznanie to
stanowi najczęściej tylko zarys ogólny, dlatego też po udostępnieniu złoża oraz
w czasie robót eksploatacyjnych konieczne jest dalsze prowadzenie robót
badawczych, mające na celu dokładne ustalenie przebiegu zaburzeń
oraz ich ewentualnego wpływu na roboty górnicze.
Pofałdowanie pokładów powoduje osłabienie skał przez obniżenie ich spoistości, a nawet powstanie spękań i szczelin. Zjawiska te spotyka się głównie w górnych częściach siodeł i dolnych częściach łęków, w związku z czym występują tam zwiększone ciśnienia wymagające stosowania wytrzymalszej obudowy.
Rys. 8. Pofałdowanie pokładu
Rys. 9. Typy fałdów normalnych a-
stojący b- pochylony c- obalony d-
leżący
Fałdy- należą do zaburzeń ciągłych (warstwy skalne zostały porozrywane, mówi się o zaburzeniach nieciągłych, jeśli powyginane — o zaburzeniach ciągłych). Na rys. 8. pokazano strukturę fałdu. Część fałdu wyniesiona nazywa się siodłem, część wklęsła — łękiem lub niecką. Części pośrednie noszą nazwę skrzydeł. Zależnie od intensywności ciśnień bocznych działających w czasie ruchów górotwórczych nachylenie skrzydeł zmienia się i powstają różne typy fałdów (rys. 9).
Uskokiem nazywamy zaburzenia w pierwotnym ułożeniu warstw, polegające na przerwaniu ich ciągłości i przesunięciu względem siebie wzdłuż szczeliny uskokowej.
Rys. 10. Elementy uskoku
Skały i roboty tam prowadzone wymagają specjalnej uwagi i mocniejszej obudowy. Bywają również uskoki, których szczeliny wypełnione są wodą. Stanowią one wtedy duże niebezpieczeństwo, gdyż otwarcie do szczeliny uskokowej może spowodować wdarcie się wody do kopalni. Dlatego przy zbliżaniu się do uskoku robotami górniczymi zachodzi konieczność wykonania otworów badawczych (przedwiertów) do szczeliny uskokowej w celu stwierdzenia obecności wody. W razie potrzeby pozostawia się wzdłuż uskoku pas nie wy branej calizny, jako filaru ochronnego zabezpieczającego kopalnię przed wdarciem się wody.
Prowadzenie robót górniczych w rejonie uskoku bywa niebezpieczne, gdyż skały w sąsiedztwie uskoku są osłabione, a szczelina uskokowa może być wypełniona wodą. W rejonie uskoku panuje także wzmożone ciśnienie górotworu. Dlatego w razie potrzeby pozostawia się wzdłuż uskoku pas niewybranego pokładu, jako filaru ochronnego chroniącego kopalnię przed niebezpiecznym oddziaływaniem uskoku.
Rys.11. Główne typy uskoków
a – normalny skośny
b – pionowy
c - odwrócony
Rys.11. Rów tektoniczny i zrąb
tektoniczny.
Zmiany grubości pokładów zostały spowodowane nierówno miernym naciskiem sąsiednich skał na bardziej plastyczny od nich węgiel. Tym sposobem powstały ścienienia i zgrubienia pokładów (rys. 12). Ścienienie pokładu do zera nazywa się wyklinieniem.
Rys.12.Ścienienie pokładu
Przerosty są to warstwy lub wkładki skały płonnej w pokładzie. Gdy grubość przerostów wzrasta, wówczas pokład rozszczepia się na dwa lub więcej cieńszych pokładów (rys. 13).
Rys.13. Rozszczepienie pokładu.
Wymycie lub zmycie pokładu jest to całkowite lub częściowe zniszczenie pokładu wskutek erozyjnego działania wody w czasie, gdy był on przykryty cienką warstwą materiału luźnego.
Zebrał i opracował: Czesław Zając
-Bielewicz.
T, Prus B., Górnictwo, Wydawnictwo Śląsk 1984 r.
- Chudek
M., Wilczyński S., Żyliński R., Podstawy górnictwa, Wydawnictwo
Śląsk 1977 r.
- Poradnik
górnika, Wydawnictwo Śląsk 1972 r.
-
Bielewicz. T, Prus B., Honysz J. Górnictwo, Wydawnictwo Śląsk 1993 r.
- Zarys
nauki o złożach, Wydawnictwo Geologiczne - Warszawa 1964 r.
-
Gradziński R., Kostecka A., Radomski A., Unrug R., - Zarys sedymentologii.
Warszawa. Wydawnictwa Geologiczne. 1986
-
Jaroszewski W., Marks L., Radomski A., - Słownik geologii dynamicznej.
Warszawa. Wydawnictwa Geologiczne. 1985
-
Zając Cz. , Miernictwo górnicze Katowice. Wydawnictwo Śląsk 2012r