Geologia

Zróżnicowana i skomplikowana budowa geologiczna złoża węgla brunatnego „Turów” powoduje komplikacje przy jego eksploatacji i determinuje układ technologiczny Kopalni.

Podstawowy układ technologiczny stanowią:

• dwa systemy urabiająco-transportowe wyrobiska podpięte pod pochylnie transportowe z pełną rewersją dla urobku: węgiel – nadkład,
• zwałowisko wewnętrzne połączone ciągami przenośników taśmowych z pochylnią transportową, system ciągów przenośników taśmowych do transportu węgla z wyrobiska odkrywkowego do elektrowni i sortowni,
• system zasilania elektroenergetycznego i komunikacji,
• system odwodnienia wgłębnego i powierzchniowego.

Przekrój geologiczny przez złoże „Turów”

***

Charakterystyka geologiczna rejonu złoża

Złoże Łużyckie węgla brunatnego zalega w Niecce Żytawskiej przy czym zalegająca w południowo-wschodniej, polskiej części niecki część złoża została udokumentowana pod nazwą „Turów”. Nieckę żytawską wypełniają utwory trzeciorzędowej serii brunatno-węglowej wykształcone w postaci iłów, piasków i żwirów z przewarstwieniami i pokładami węgla brunatnego, tworzących kilka cykli sedymentacyjnych o łącznej miąższości dochodzącej do 350 m. Osady te charakteryzują się zmiennością litologiczną w poziomie: w strefach brzegowych dominują osady gruboklasyczne, a pokłady węgla stają się cieńsze i silniej zapopielone, natomiast w centrum niecki zwiększa się udział utworów ilastych, a miąższość węgla rośnie i maleje zapopielenie. Utwory trzeciorzędowe przykryte są cienką warstwą osadów czwartorzędowych.

***

Stratygrafia i litograficzno-strukturalne wykształcenie złoża

Kompleks krystalicznego podłoża stanowią skały pochodzenia magmowego i metamorficznego: granity, granitognejsy, granodioryty, towarzyszące im skały żyłowe (aplity, metabazyty) oraz podrzędnie gnejsy i łupki krystaliczne. Są one powszechnie silnie skaolinizowane, tworząc rozległe i grube /do kilkudziesięciu metrów/ pokrywy zwietrzelinowe.

Kompleks zwietrzelin – to przede wszystkim zwietrzeliny granitoidowe – produkt intensywnego wietrzenia chemicznego skał krystalicznych, którego zasadniczym składnikiem jest kaolinit z domieszką materiału detrytycznego, zachowujące niekiedy reliktową strukturę i teksturę skał macierzystych. Mniej rozprzestrzenione są ilaste zwietrzeliny bazaltoidów i towarzyszących im brekcji i tufów, które charakteryzują się silnym stopniem przeobrażenia, zmiennością litologiczną, będącą efektem strefowości wietrzenia. Ich zasadniczymi składnikami są: kaolinit i haloizyt.

Kompleks podwęglowy stanowi zespół zróżnicowanych litologicznie osadów ilasto-piaszczystych, wypełniających zagłębienia podłoża, w dużej mierze wyrównując jego silnie zarysowaną morfologię. Dominujące w składzie kompleksu iłu kaolinitowe cechują się obecnością bardzo zmiennej domieszki materiału piaszczystego, składającego się z ostrokrawędzistych, źle wysortowanych ziaren kwarcu, skaleni i okruchów skał krystalicznych. Partie spągowe charakteryzują się występowaniem wkładek z redeponowanych zwietrzelin granitoidowych i bazaltoidowych, natomiast partie stropowe obecnością cienkich wkładek węgli brunatnych.

I pokład węgla tworzy jednolitą, z cienkimi przerostami iłowymi w partii spągowej, ławę węgla ziemistego charakteryzującego się wysokim uwęgleniem. Zaleganie jest mocno zróżnicowane związane z morfologią podłoża i intensywną tektoniką. Miąższość waha się od 0 m na brzegach do 35 m w centralnej części rejonu południowego. Średnia miąższość 15 m.

Kompleks międzywęglowy dolny i górny– podobnie jak kompleks podwęglowy stanowi zespół warstw ilastych, mniej lub bardziej zapiaszczanych, piasków i żwirów o różnym stopniu zailenia oraz cienkich wkładek węgla ksylitowego. Utwory kompleksu zalegają przekraczająco w stosunku do I-go pokładu węgla spoczywając na iłach podwęglowych bądź bezpośrednio na zwietrzelinach podłoża. Miąższość kompleksu waha się od 3 m w części centralnej złoża do 135 m w jego części zachodniej.

II pokład węgla – najbardziej rozprzestrzeniony, o największej miąższości i zasobach, wykształcony jest w postaci węgli ziemistych, zwartych z cienkimi wkładkami węgli ksylitowych, w partiach spągowych licznie przewarstwionych iłem. Zaleganie pokładu jest mniej zróżnicowane. Miąższość dochodzi do 42 m w centralnej części rejonu południowego i wycienia się w kierunku obrzeży niecki. Średnia miąższość wynosi 20 m.

III pokład węgla – w znacznym stopniu już wyeksploatowany. W części północnej reprezentują go zalegające bezpośrednio na II pokładzie głównie węgle ksylitowe. Bardziej na południe węgle te są oddzielone od II pokładu utworami kompleksu iłów międzywęglowych górnych i stanowią zespół nieregularnych wyklinowujących się warstw. Kompleks nadwęglowy– to najgrubszy (do 200 m) i najbardziej zróżnicowany litologicznie zespół osadów. Tworzą go wzajemnie zazębiające się warstwy iłów piaszczystych, piasków i żwirów o różnym stopniu zailenia oraz bardzo nieregularne warstwy węgla brunatnego, w górnych partiach zaburzone glacitektonicznie. Mimo specyfiki cyklów sedymentacji ilasto-piaszczystej złoża, warunkującej dużą zmienność cech fizycznych i chemicznych, głównym typem litologicznym są iły kaolinitowe stanowiące ok. 65% masy osadów.

Kompleks czwartorzędowy – to głównie plejstoceńskie piaski i żwiry wodnolodowcowe, gliny pylaste i zwałowe, piaski i żwiry terasów rzecznych, podrzędne holeceńskie piaski i namuły, które tworzą łącznie kilkunastometrową, szczelną pokrywę osadów trzeciorzędowych.

Stratygrafię oraz zasadnicze cechy wykształcenia litologiczno-strukturalnego osadów trzeciorzędowych i czwartorzędowych przedstawiono w syntetycznym profilu litostratygraficznym.

***

Tektonika serii osadowych

Struktura serii osadowych złoża i pokładów węgla jest wynikiem wielofazowych ruchów tektonicznych wyprzedzających sedymentację, równoczesnych z nią, a także ruchów postsedymentacyjnych. Wyrazem tej skomplikowanej budowy są:

• zmienna grubość kompleksów osadowych rozdzielających pokłady węgla, związaną z grawitacyjną subsydencją podłoża,
• wielkopromienne zafałdowania widoczne w zaleganiu pokładów I i II,
• liczne dyslokacje dysjunktywne /uskoki/ obejmujące swym zasięgiem pokłady I i II,
• rozwarstwienia pokładu III związane z nierównomiernym osiadaniem podłoża wzdłuż starszych założeń tektonicznych.

Dla eksploatacji najistotniejsze są dyslokacje dysjunktywne /uskoki/. Stwierdzono w złożu dwa genetyczne typu uskoków:

• tensyjne uskoki grawitacyjne i towarzyszące im uskoki kompresyjne o przeciwstawnym nachyleniu,
• kompakcyjne uskoki sedymentacyjne obejmujące wycinkowo dolne ogniwa serii osadowych na zestromionych skłonach wysoko wyniesionych wypiętrzeń podłoża.

Uskoki grawitacyjne /najczęstsze w złożu/ związane są z tektoniką podłoża. Wyróżnia się trzy zasadnicze systemy dyslokacji o kierunkach: NW-SE, SW-NE i WE. Dominuje zdecydowanie kierunek NW-SE. Wzdłuż ww. kierunków doszło do uformowania elementów strukturalnych o charakterze blokowym /zręby, rowy, schody/. Występują one w dolnych partiach serii osadowych, obejmując swym zasięgiem pokład I (w większym stopniu), pokład II (w mniejszym stopniu).

W dokumentacji geologicznej złoża (1991) wydzielono ogółem około 60 uskoków, głównie na obszarze pola północnego.

Największe dyslokacje tektoniczne złoża to:

• Uskok Główny, dzielący złoże na dwie różniące się sedymentacyjnie części, o przebiegu WE i zrzucie od 15 do 90 m ku N,
• Uskok Południowy, zlokalizowany w południowej części złoża o przebiegu W-E na zachodzie oraz NW-SE na wschodzie, o zrzucie od 30 do 140 m ku N i NE.

Obydwa uskoki mają swoje założenia w podłożu i obejmują swym zasięgiem wszystkie kompleksy osadowe trzeciorzędu.

Głównym dyslokacjom towarzyszą podrzędne uskoki pierzasto wykształcone o niewielkich zrzutach i zasięgu. Przypowierzchniowe partie złoża charakteryzują się dodatkowo zaburzeniami glacitektonicznymi sięgającymi głębokości 15-30 m.