Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования

Вивчені особливості тектонічної порушеності кам'яновугільних відкладів у межах гірничих відведень шахт Західного геолого-промислового району Донбасу. Вперше встановлено, що середнє- й малоамплітудні розриви, що традиційно інтерпретуються як скиди, у більшості випадків є порушеннями, які утворил...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автори: Дьяченко, Н.А., Привалов, В.А.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2009
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18078
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования / Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 67-91. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860240084710719488
author Дьяченко, Н.А.
Привалов, В.А.
author_facet Дьяченко, Н.А.
Привалов, В.А.
citation_txt Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования / Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 67-91. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.
collection DSpace DC
description Вивчені особливості тектонічної порушеності кам'яновугільних відкладів у межах гірничих відведень шахт Західного геолого-промислового району Донбасу. Вперше встановлено, що середнє- й малоамплітудні розриви, що традиційно інтерпретуються як скиди, у більшості випадків є порушеннями, які утворилися у контурі лівозсувної зони широтного простягання. The tectonic features of coal-bearing deposits within western Donbas region have been studied. Instead of traditional normal faulting model first time, small – displacement faults here are interpreted as strike-slip structures related with sinistral shear zone of latitudinal strike.
first_indexed 2025-12-07T18:29:00Z
format Article
fulltext Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 67 УДК 622.3:551.24.052:553.94 ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЗАПАДНОГО ДОНБАССА В КОНТЕКСТЕ СДВИГООБРАЗОВАНИЯ Дьяченко Н. А. (УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина) Привалов В. А. (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) Вивчені особливості тектонічної порушеності кам'яновугі- льних відкладів у межах гірничих відведень шахт Західного геоло- го-промислового району Донбасу. Вперше встановлено, що серед- нє- й малоамплітудні розриви, що традиційно інтерпретуються як скиди, у більшості випадків є порушеннями, які утворилися у контурі лівозсувної зони широтного простягання. The tectonic features of coal-bearing deposits within western Donbas region have been studied. Instead of traditional normal fault- ing model first time, small – displacement faults here are interpreted as strike-slip structures related with sinistral shear zone of latitudinal strike. Введение. В рамках геотектонической концепции мобилиз- ма, отдельные тектонические плиты представляют собой тонкие оболочки, перемещающиеся по сравнительно пластичной астено- сфере. В результате этих процессов в верхних горизонтах земной коры генерируются преимущественно сдвиговые поля напряже- ний с субгоризонтальным расположением осей главных нормаль- ных напряжений сжатия σ1 и растяжения σ3 и субвертикальным положением оси промежуточных напряжений σ2. Именно эти ус- ловия определяют повсеместное и доминирующее распростране- ние сдвигов в земной коре, которые зачастую из-за невозможно- сти определения реальных горизонтальных амплитуд перемеще- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 68 ния блоков ошибочно интерпретируются как средне- и малоам- плитудные сбросы и взбросы [1, 2]. Основанием для таких выво- дов служит геометрическое толкование наблюдаемой картины сдваивания или срыва слоеобразующих поверхностей без учета вектора истинного перемещения по разрыву. Сложность выделе- ния сдвиговой компоненты смещения заключается в необходимо- сти нахождения маркеров, по которым диагностируется собст- венно горизонтальное смещение на геологических картах и пого- ризонтных планах. Тем не менее, широкое распространение в природе дислокаций, связанных со сдвиговыми смещениями по разломам, позволяет считать их одним из ведущих механизмов структурообразования в земной коре [3, 4]. В отсутствии реаль- ных маркеров смещения, «надвиг и сброс в плане представляют собой простой сдвиг». Сдвиговые зоны – важнейшие элементы тектонических комплексов. Они представлены круто падающими, узкими интен- сивно деформированными зонами, по которым смещены блоки относительно слабо деформированных пород. Термин «сдвиговая тектоника» подразумевает сложный комплекс структурных форм, образованный в режиме сдвигания, включающий: а – структуры сжатия: складки (F), взбросы и над- виги (С); б – субвертикальные дизъюнктивные структуры растя- жения – трещины отрыва и сбросы T; в – структуры сдвига: со- пряженные сколы Риделя R1 и R2, вторичные синтетические ско- лы Р и параллельные основной зоне смещения Y-сдвиги. Результаты натурных наблюдений в полевых условиях и экспериментальных исследований [3-6] показывают, что, как правило, сдвиговые дислокации в реальных геологических обста- новках сопровождаются не только горизонтальными смещениями блоков земной коры, но имеют и подчиненную вертикальную со- ставляющую. Последняя обусловлена как локальными возмуще- ниями в структуре сдвигового поля напряжений, так и тензорами напряжения, возникающими на участках локального сжатия и растяжения. Сдвиговые подвижки развиваются в импульсном режиме, где перемещения могут происходить как по сместителю разрыва, так и в пределах прилегающей зоны, вызывая в ней пе- рекос и образование комплекса разрывных структур, переходя- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 69 щих в сбросы, надвиги, сдвиго-надвиги и сбросо-сдвиги. Особен- ность развития сдвиговых зон заключается в том, что именно к ним приурочены интенсивные в т.ч. и приповерхностные дефор- мации. Трассировка таких зон, безусловно, существенно прибли- жает геолога к созданию более реалистичных моделей геодина- мических режимов разрывообразования. А это, в свою очередь, может значительно оптимизировать проведение современных прикладных геологических исследований: от прогноза различных катастрофических явлений, в. т.ч. газодинамических, до выявле- ния региональных закономерностей и локальных особенностей влияния сдвиговой тектоники на развитие современных дефор- мационных процессов земной поверхности, возникающих в про- цессе подземной разработки угольных месторождений [7, 8]. Анализ ранее проведенных натурных исследований тек- тонической нарушенности в пределах Донбасса. Исследова- ния последних десятилетий убедительно доказывают очевид- ность существования сдвиговых деформаций, с которыми связа- ны главные эпизоды формирования особенностей реальной тек- тонической структуры углевмещающих осадочных отложений Донецко-Макеевского, Красноармейского, Центрального районов Донбасса. Например, расчеты векторов динамических амплитуд для ряда региональных разрывов Донбасса с использованием литоло- го-фациальных реперов в смещенных крыльях дизъюнктивов, приведенные в работах А. К. Михалева [9], О. А. Куща [10], по- зволили выделить сдвиговую компоненту смещения. По данным [10], полученным на основании кинематического анализа раз- рывных нарушений Донецко-Макеевского района (ДМР), ось максимальных сжимающих напряжений σ1 имеет субмеридио- нальное простирание, ось максимальных растягивающих напря- жений σ3 – субширотное, а ось промежуточных напряжений σ2 близка к вертикальной. Расчет вектора истинного перемещения по разрывам ДМР в работе [1], где в качестве маркеров по угольным пластам исполь- зовались контуры изозональности и линии расщепления и вы- клинивания пластов, показал, что сдвиговая (горизонтальная) компонента смещения преобладает над надвиговой (вертикаль- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 70 ной) для Французского, Первомайского, Итальянского, Мушке- товского и Калининского надвигов более чем на 30 %; контраст- ность «плитообразных в пространстве, полосовидных в плане, выдержанных по простиранию объемных зон концентрированно- го развития малоамплитудной тектоники сдвигового генезиса» - тектонополос на окружающем фоне определяется интенсивно- стью сдвиговых деформаций. При этом, их пространственное по- ложение связано с ориентировкой векторов главных нормальных напряжений (ось максимальных сжимающих напряжений σ1 за- нимает положение биссектрисы острых углов 2θ = 52…78º (сред- нее значение 60º) на пересечении сопряженных тектонополос, к которым приурочены газодинамические явления [11, 12, 13]. По данным о векторах смещения по основным разрывам района в работе [12] рассчитаны параметры деформационного режима (положение осей главных нормальных напряжений, численные значения дилатации, сдвиговых деформаций и вращения отдель- ных тектонических блоков, возникших в условиях сдвигового поля напряжений (поле шх. им. М.И. Калинина - ось сжатия σ1 : 115…125º, ось растяжения σ3 : 25…35º, σ2 - субвертикальна; поля шахт им. газеты "Донбасс" и "Заперевальная" - ось сжатия σ1 : 120…130º, ось растяжения σ3 : 30…40º, σ2 - вертикальна; поля шх. Глубокая - ось сжатия σ1: 135…145º, ось растяжения σ3: 45…55º, σ2 - субвертикальна). Реконструкция палеотектонических полей напряжений и деформаций на основании пространственного распределения сдвиговых зон на площади центральной части ДМР в работе [14] позволила выделить авторам две сопряжённые зоны сдвигов ре- гионального структурного уровня, в частности: северо- западную – субширотную (аз. пр. 270-300° - правые сдвиги) и субмеридиональную (аз. пр. 320-350° - левые сдвиги). Анализируя системы нарушений Главной антиклинали Дон- басса В. В. Эз [15] впервые рассматривает разрывы, как систему сдвигов, направления которых обусловлены изменением ориен- тировки региональных напряжений вокруг антиклинали и про- дольных сбросов в ее ядре, т.е. приводит аргументы, доказываю- щие их принадлежность к типу сдвиговых дислокаций. Тектонофизические наблюдения и реконструкции, проведен- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 71 ные В. А. Корчемагиным, [16] указывают, что на постгерцинском этапе развития Донбасса преобладало сдвиговое поле напряжений при северо-западной ориентировке оси сжатия, которое привело к правосдвиговой активизации в осевой части Горловской антикли- нали. При этом ось растяжения совпадает с простиранием слабо- выраженных мезозойских складок. Изучение структурного рисунка в осадочных отложениях Западного Донбасса с позиции сдвигообразования осталось без должного внимания. Цель и задачи исследований. Проблемы. Изучение текто- нической нарушенности Западного Донбасса с точки зрения сдвиговой тектоники - объективно назревшая необходимость. Знание закономерностей пространственного положения зон тек- тонической нарушенности необходимо для их последующей ин- теграции в системы управления рациональным и безопасным ве- дением горно-эксплуатационных работ. Для решения данной проблемы необходимо решить следующие задачи: 1. Выполнить анализ аналитического, геологического и гор- но-графического материалов по тектоническому строению и со- ставу угленосных отложений юго-западной Новомосковско- Петропавловской моноклинали. 2. Создать цифровую горно-геометрическую модель факти- ческой разрывной тектонической нарушенности исследуемой территории и изучить закономерности ее распространения и ус- ловия возникновения на экспериментальных участках по данным горных работ. 3. Классифицировать разрывные нарушения, образованные в тектоническом режиме сдвигания и определить кинематические характеристики сдвиговых зон. 4. Выявить региональные закономерности и локальные осо- бенности тектонического строения массива горных пород в пре- делах горных отводов шахт Благодатная, им. Героев Космоса, Павлоградская, Терновская, Западно-Донбасская и Самарская. Особенности геоструктурной позиции и тектонического строения юго-западной Новомосковско-Петропавловской мо- ноклинали. Юго-западная Новомосковско-Петропавловская мо- ноклинальная (НПМ) зона - Царичанско-Павлоградский и Сама- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 72 ринско-Волчанский блоки [17], охватывает южный борт ДДВ и контролируется Орехово-Павлоградской на западе и Криворож- ско-Павловской на востоке зонами глубинных разломов, отлича- ясь своеобразием тектонического строения как региональных, так и малоамплитудных разрывов, представленных сбросами. Орехово-Павлоградский глубинный разлом расчленил тер- риторию Западного Донбасса на Приднепровскую и Самарскую глыбы, выделенные по палеозойскому структурному этажу. НПМ наклонена в сторону складчатого Донбасса под поло- гими углами, которые, как правило, не превышают 2-5º и отделе- на от центральной части ДДВ Михайловским глубинным разло- мом [18]. Являясь тектоническим элементом переходной зоны от ДДС к ДДВ, НПМ расположена между Северо-Донецким и Ми- хайловским глубинными разломами. В геоструктурном отношении исследуемая территория (рис. 1) расположена в прибортовой части юго-западного кры- ла Днепровско-Донецкой впадины, примыкает к северо- восточному склону Украинского кристаллического массива, в пределах Самарского горстового поднятия на моноклинальном склоне Украинского щита, который возник в зоне влияния глу- бинного Орехово-Павлоградского шовного разлома, представ- ленного в палеозойском структурном этаже ступенчатой струк- турой Павлоградского грабена, состоящего из обособленных клинообразных блоков и системой сбросов север-северо- западного простирания. Наиболее полный систематический материал по тектониче- скому строению и составу угленосных отложений Западного Донбасса [17-20] и анализ геологического и горно-графического материалов позволили обобщить основные закономерности гео- логического и тектонического строения Западного углепромыш- ленного района: 1. В геологическом строении исследуемой территории при- нимают участие породы докембрийского фундамента, перекры- тые мощным комплексом осадочных продуктивных отложений нижнего и среднего карбона, триаса, юры, палеогена, неогена и четвертичного возраста. Мощность вскрытых палеозойских ка- менноугольных отложений увеличивается в северо-восточном Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 73 направлении, приурочена к Самарской свите нижнего отдела карбона (С1 3) и достигает 480м (между маркирующими известня- ками С1 и С5). Рис. 1. Выкопировка геолого-промышленной карты Запад- ного Донбасса (М: 1:200000, 1983 г, под ред. С. Г. Храпина) с детализацией района исследований (а, б) 2. Отложения характеризуются невыдержанностью литоло- гического состава как по простиранию, так и по падению, часты- ми литологическими замещениями вмещающих пород и зонами проявления неустойчивого угленакопления, где переслаиваю- щиеся угольные пласты и углистые прослои крайне изменчивы по мощности и зольности. Геологоразведочными работами вскрыто 53 угольных пласта и прослоя, из которых промышлен- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 74 ное значение имеют 12 пластов: с10 в, с8 в, с8 н, с7 в, с6, с5 в, с5 н, с4 2, с4 1, с3, с2, с1. 3. Морфологически все крупно- и среднеамплитудные на- рушения района представлены сбросами. Среди них выделяется: – система субмеридиональных сбросов северо-западного простирания (аз. пр. 330-340º), наследующих ориентировку Кри- ворожско-Павловской и Орехово-Палоградской зон (Новостепа- новской. Попасненский, Булаховский (южная ветвь), Централь- ный, Алексеевский, Павлоградско-Вязовский, Петропавловский северный и Криворожско-Павловский сбросы) северо-восточного и юго-западного падения плоскостей сместителей – Павлоград- ская структура субмеридиональных сбросов. По данным сейсми- ческих работ [21] Криворожско-Павловский сброс северо- западного простирания и северо-восточного крутого падения (уг. пад. 60º) представляет собой многоступенчатую сбросовую зону общего северо-западного простирания, состоящую из группы че- тырех сбросов с общей амплитудой 1200-1400м. Структурный рисунок нарушений – веерообразное сочленение малоамплитуд- ных разрывов в зоне затухания, свидетельствующее о правосто- ронних сдвиговых смещениях в зоне динамического влияния ос- новного разрыва [19]. Орехово-Палоградская шовная зона в па- леозойском структурном этаже осадочных отложений выражена Карабиновским сбросом - главным разрывным нарушением севе- ро-западной ориентировки и крутого северо-восточного падения (до 60º). Вдоль плоскости сместителя последнего выявлено гори- зонтальное смещение до 15-20 км, что в совокупности с особен- ностями его образования, как результата расщепления основного сброса, на собственно Карабиновский, Знаменовский сбросы и Апофизу «А» и особенностью образованного перечисленными разрывами структурного рисунка их сочленения - структура «конский хвост» [22], позволяет предполагать участие сдвигового поля напряжений в период его возникновения, обусловленного правосторонним смещением осадочных отложений по Орехово- Павлоградскому шовному разлому [19]. В. Н Гавришем [23], изу- чавшим Павлоградский выступ, установлены многочисленные сбросо-сдвиги с большой горизонтальной амплитудой смещения (Карабиновский сбросо-сдвиг), образование которых обусловле- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 75 но подвижками тектонических блоков докембрийского фунда- мента по глубинным разломам. По мнению автора, этот фактор благоприятствовал заложению грабена, ограниченного Павло- градско-Вязовским и Центральным сбросами. Главную роль в формировании грабена – «борозды» [23]. играли горизонтальные смещения (сдвиги); – вторая, так называемая, Богдановская структура субши- ротных сбросов (аз. пр. 290-320º) представлена Богдановским, Вербовским, Терновским, Южно-Терновским, Петропавловским, и Богуславским сбросами, простирание которых практически па- раллельно ориентировке борта Украинского кристаллического массива (УЩ) – аз. пр. граничной зоны выступов кристалличе- ского фундамента 290-300º. – третья, близкая к широтной ориентировка, наследующая простирание Михайловского сброса (восточной части), нашла свое отражение в простирании Морозовского, и отдельных отрез- ков Терновского, Никольского и др. сбросов юг-юго-западного и север-северо-восточного падения; – последняя, четвертая система разрывов представлена сбросами северо-восточного простирания (аз. пр. 40-50º). Сбросы северо-восточной ориентировки имеют подчиненное значение и представлены единичными разрывами: Межевой, Косьминский (крайняя юго-восточная часть территории исследования) и мощ- ными сбросовыми зонами в западной части геолого- промышленного района (Новомосковская площадь) – Голубов- ским, Спаским, Диагональным. При этом, Голубовский сброс се- веро-западного падения, контрастно смещает многочисленные ветви Карабиновской сбросовой зоны и Булаховский сброс (за- падная ветвь), Орловской и Новостепановской сбросовых зон, демонстрируя левосторонее смещение (см. рис. 1, б) до 1 км и, следовательно, имеет более позднее заложение. В свою очередь Новостепановский сброс северо-западного простирания, отчетли- во смещает ветвь Карабиновского сброса (см. рис. 1), с характер- ным рисунком правостороннего сдвига вдоль сместителя на рас- стояние 1000-1200 м, и так же свидетельствует о его более позд- нем заложении. Такое геометрическое сочетание разрывов харак- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 76 терно для деформаций, образованных в условиях сдвигового поля напряжений. 5. Противоположное падение сместителей Карабиновского и Межевого сбросов с запада на восток создают сложную структу- ру Павлоградского грабена, состоящего из обособленных клино- образных чередующихся грабен-горстовых блоков, образованных противоположно падающими Центральным и Павлоградско- Вязовским сбросами (грабен), Павлоградско-Вязовским и Богда- новским сбросами (горст), Богдановским и Петропавловским се- верным сбросами (грабен), Петропавловским северным и Криво- рожско-Павловским сбросами (горст), Криворожско-Павловским и Межевым сбросами (грабен). В направлении с юга на север структура представляет собой сбросовый уступ, обращенный к ДДВ и осложненный горст-грабеновыми клинообразными блока- ми, южной границей которого служит северо-восточный склон Украинского кристаллического массива, выступы фундамента последнего ограничивают мобильные структурные элементы, сформировавшие сложный структурный рисунок современных разрывов. 6. Сбросы имеют крутое падение и тенденцию к смене на- правления простирания, расщеплению на несколько ветвей, при- мыкающих к сбросам других ориентировок под острым углом. Зачастую они прерываются, смещаются один относительно дру- гого. Зоны дроблений нарушений сопровождаются разнообраз- ными деформационными эффектами (приразрывными складка- ми), разрывами-спутниками, параллельными основному смести- телю, сколовыми трещинами, расположенными под углом к ос- новному сместителю. 7. Наблюдается существенное различие в строении динами- ческой зоны влияния между диагональными и продольными по отношению к простиранию пород сбросами. Диагональные ха- рактеризуются мощной зоной дробления (до 50 м), продольные – небольшая зона деформированных пород (до 10 м) и достаточно сильное уплотнение, свидетельствующее о преобладании режима сжатия, направленного перпендикулярно к простиранию послед- них, в период их формирования. Стратиграфические амплитуды Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 77 сбросов характеризуются высокой изменчивостью по простира- нию разрывов. 8. Складчатые дислокации представлены пологими склад- ками и флексурами, слабо выраженной волнистостью и имеют подчиненное значение. Северо-западное простирание длинных осей складок параллельно простиранию сместителей сбросов. Методика и результаты исследований на территории горных отводов шахт Благодатная, им. Героев Космоса, Пав- лоградская, Терновская, Западно-Донбасская и Самарская. В тектоническом строении Западного геолого-промышленного рай- она Донбасса принимают участие как крупно- и среднеамплитуд- ные нарушения, так и малоамплитудные разрывы. Изученность малоамплитудных нарушений на сегодняшний день недостаточна для полного понимания пространственно-кинематических осо- бенностей и закономерностей их образования и требует дополни- тельного комплексного исследования парагенезов трещинных структур методом анализа структурных рисунков на основе дан- ных детального подземного структурно-геологического картиро- вания. Интерес к данному участку исследований не является слу- чайным. Именно здесь развиты дизъюнктивы широтной и близ- кой к широтной ориентировок (Морозовский, ветви Терновского, Никольского и разрывов, простирание которых не характерно для Западного Донбасса (см. рис. 1) Выполнена дигитализация 872 трасс разрывных нарушений в условной системе координат с сохранением фактического мас- штаба совмещенных гипсометрических и планов горных работ (табл. 1). Для детализации тектонического строения на территории горных отводов ш. Павлоградская, Благодатная, Терновская, Са- марская, Западно-Донбасская и им. Героев Космоса, выполнены работы по созданию цифровой горно-геометрической модели фактического положения разрывов (рис. 2), охватившей площадь порядка 135 км2. Разрозненные графические материалы подзем- ных геологических съемок в пределах отработанных участков использованы для построения роз-диаграмм простираний дизъ- юнктивов (рис. 2, а - е) по методике [24]. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 78 Таблица 1 Характеристика погоризонтных планов горных работ наиболее нарушенных шахтопластов № п/п Название шахт Погоризонт- ные планы пластов Кол-во малоампли- тудных разрывов в пределах горного отвода, шт. 1 Благодатная с5, с7 н 48 2 им. Героев космоса с10, с11, 79 3 Павлоградская с5, с6, с7, с8 110 4 Самарская с1, с4, с5 289 5 Терновская с4, с5, с6, , с8 214 6 Западно-Донбасская с8 н , с10 в 132 ИТОГО 872 С целью установления геометрической выдержанности и распределения максимумов простираний разрывных нарушений в пределах территории исследования, в данной работе использо- вался частотный метод построения роз-диаграмм азимутов про- стирания тектонических неоднородностей. Статистическая обработка имеющихся данных о простира- нии трасс разрывных нарушений (для исследуемых участков) производилась с использованием демонстрационной версии паке- та программ "Roсk Works" – 2004, предназначенного для работы с геологическими данными в режиме "скользящего окна", анали- за и визуализации структурных данных. Расчет азимутальных уг- лов производился по данным концевых точек разрывов с коорди- натами x, y. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 79 Рис. 2. Цифровая горно-геометрическая модель разрывной тектонической нарушенности массива горных пород в переделах территории исследований, дополненная розами-диаграммами простирания разрывов в преде- лах горных отводов шахт (а-е) 1 – разрывные нарушения, 2 – горные отводы шахт, 3 – синтетиче- ские (R1, P, Y) и антитетические (R2) сдвиги, 4 – трещины растяжения и сбросы (Т), 5 –складки (F) и надвиги (С), 6 – контур горных работ, 7 – по- ложение осей сжатия (σ1) и растяжения (σ3), 8 – направление движения по разрывам Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 80 Установка азимутального фильтра (указание диапазона) по- зволила идентифицировать типы сколов в пределах территории исследований. Дополнительно произведена визуализация оценки азимутальных направлений разрывов методом диапазонной фильтрации (рис 3, а). Специфичность сдвигового рисунка, трассировка сопряжен- ных сколов Риделя R1 и R2, а также P и Y— сколов, трещин рас- тяжения Т и структур сжатия F, позволяет реконструировать по- ложение осей главных нормальных напряжений (см. рис. 2). Следующий этап заключается в анализе пространственных закономерностей распространения тектонической нарушенности и условий ее возникновения - построение структурно- кинематических схем, отражающих геодинамическое развитие исследуемых районов и реконструкции (восстановления) полей напряжений сжатия и растяжения и направление сдвигания (рис. 3, б, в) Анализ фактических горно-эксплуатационных данных, от- раженных на горно-геометрической модели, и максимумов тре- щиноватости простираний трасс разрывных нарушений (см. рис. 2, а-е) показал, что: 1. Наиболее проявлены две системы нарушений субширот- ной северо-восточной (аз. пр. 40-50°) и северо-западной ориенти- ровки (аз. пр. 290-320°). Перпендикулярные к простиранию пород сбросы первой из указанных ориентировок наиболее контрастно выражены в пределах территории ш. Павлоградской, Терновской, Самарской (висячее крыло Богдановского сброса северо- восточного крутого падения). 2. Сбросы северо-западного простирания имеют повсемест- ное распространение. Подчиненное значение (западная часть тер- ритории – (Благодатненский, Павлоградский участки) имеют раз- рывы субмеридиональной (аз. пр. 0-20°) и близкой к широтной ориентировки (аз. пр. 70-90º), выраженной в простирании фраг- мента Богдановского сброса на участке резкой смены его прости- рания с субширотного на субмеридиональное, близкое к мери- диональному, образуя структуру расщепления основного разрыва на серию мелких сбросов № I-IV, и Диагонального сброса соот- ветственно (ш. Героев Космоса). Аналогичное сочетание разры- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 81 вов указанных простираний прослеживается в пределах горного отвода ш. Павлоградская. Рис. 3. Визуализация оценки азимутальных направлений разрывов методом диапазонной фильтрации в интер- вале 10º (а), дополненная структурной схемой ориен- тировок складчатых и разрывных нарушений сдви- гового генезиса в контуре левосдвиговой зоны ши- ротного простирания (б): структурно- кинематическая схема реконструкции полей напря- жений сжатия и растяжения с детализацией направ- ления смещения по сдвигам (в): 1 – контуры горных работ, 2 – оси сжатия (σ1) и растяжения (σ3), 3 – вторичные синтетические сколы (Р), 4 –трещины растяжения и сбросы (Т), оси складчатости (F), 5 – синтетические и антитетические сколы (R1, R2), 6 – направление перемещения по разрыву. 3. Малоамплитудные разрывные нарушения, на первый взгляд, распространены достаточно неравномерно. Наиболее на- рушены участки ш. Павлоградская, Самарская и Западно- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 82 Донбасская. На фоне наиболее устойчивых максимумов северо- западных и северо-восточных простираний разрывов в пределах горных отводов ш. им. Героев космоса, Благодатная, Павлоград- ская, Западно-Донбасская отчетливо прослеживается система разрывов практически меридиональной ориентировки (аз. пр. 10-20º). Система малоамплитудных нарушений практически ши- ротного простирания (аз. пр. 70-90°), выраженная двумя дискрет- ными направлениями: 70-80° и 80-90°, характерна для участков ш. Благодатная, им. Героев Космоса, Павлоградская, в единичных количествах разрывы указанной ориентации встречаются на по- лях шахт Терновская, Самарская, Западно-Донбасская. Наиболее устойчивый максимум (аз. пр. 290-320°) наблюдается на всей территории исследований, разделяясь на несколько дискретных направлений: аз. пр. 290-310° и 310-320°. 4. Разрывы первых двух ориентировок (10-20° и 70-80°) группируются в системы тектонополос, образованных сопряжен- ными сколами с углом сопряжения 2θ = 60-70º, наиболее встре- чающееся значение 62º (см. рис. 2, а - е; рис. 4, а). 5. В пределах анализируемой территории контрастно про- слеживаются тектонические разрывы сдвигового генезиса (рис. 4, а, б) и реконструировано положение векторов главных нормаль- ных напряжений сжатия (σ1) и растяжения (σ3): – нарушения с азимутом простирания 70-80° (250-260°) – образуют R1-сколы (сколы Риделя) или синтетические левые сдвиги; – нарушения с азимутом простирания – 10-20° (190-200°) – образуют сопряженные риделевские сколы (R2) или антитетиче- ские правые сдвиги; – нарушения с азимутом простирания 110-130˚ (290-310˚) образуют вторичные синтетические левые сдвиги (P-сколы). – нарушения с азимутом простирания 80-90˚ (260-270˚) об- разуют разрывы, параллельные основной зоне смещения - вто- ричные синтетические сдвиги (Y); – нарушения с азимутом простирания 40-50˚ (220-230˚) представлены трещинами растяжения (Т) и нормальными сбро- сами; Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 83 Рис. 4. Результаты интерпретации фактических данных раз- рывной тектонической нарушенности в пределах участка исследований и реконструкции положения тектонодинамических осей сжатия и растяжений в контуре левосдвиговой зоны широтного простира- ния: а) схема распределения тектонополос в преде- лах участка исследований, образованных синтетиче- скими левыми (R1) и антитетическими правыми (R2) сдвигами Риделя, б) детализация маркеров смещения трасс разрывных нарушений в контуре сдвиговой зоны 1 – синтетические (R1, P, Y) и антитетические (R2) сдвиги, 2 – текто- нополосы, 3 – положение трещин растяжения, нормальных сбросов (Т) и осей складчатости (F), 4 – положение кинематических осей сжатия (σ1) и растяжения (σ3). 5 – маркеры смещения трасс разрывных нарушений по синтетическим и антитетическим сдвигам, 6 – направление движения по разрывам Гость Rectangle Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 84 – нарушения с азимутом простирания 130-140° (310-320°) представлены осевыми поверхностями складок поперечного сжа- тия (F), простирание длинных осей которых параллельно прости- ранию сместителей нормальных сбросов. 6. Характерный рисунок сколов Риделя, кулисное располо- жение которых свидетельствует о левом сдвиге (см. рис. 3, б, в, рис. 4, б), позволяет сделать вывод о наличие на участке исследо- вания зоны левосдвиговой кинематики. Сколы R1 ориентирован- ны под углом 15-20° к зоне главного смещения (Y) аз. пр. кото- рых 80-90° (260-270°), следовательно разрывы сформировались в условиях формирования сдвиговой зоны широтного простирания; σ1 – 40-50° (220-230˚) - ось сжатия; σ3 – 130-140° (310-320°) - ось растяжения левосдвиговой кинематики. 7. Следует отметить, преобладание синтетических сдвигов P и R1. Последние контрастно смещают участки нарушений, яв- ляющихся границами шахтных полей (рис 4, б) и образованных в более ранние этапы деформации. Разрывы, параллельные зоне главного смещения (Y) группируются в зоны широтного прости- рания, а горизонтальные подвижки вдоль сместителей проявля- ются в виде смещения трасс разрывных нарушений, образован- ных вторичными синтетическими сдвигами Р (см. рис. 4, б). 8. Наиболее интенсивные перемещения по разрывам, обра- зованным в контуре выделенной сдвиговой зоны, территориально приурочены к горным отводам шахт им. Героев Космоса, Благо- датная, Павлоградская и Западно-Донбасская (см. рис. 4, а, б). 9. Сопряженные тектонополосы левых синтетических и пра- вых антитетических сдвигов придают участкам характерные для сдвиговых зон геометрические очертания параллелограммовид- ных тектонических блоков (см. рис. 4, а). 10. Судя по тому, что зоны тектонических нарушений по разным пластам, т.е. на различных гипсометрических уровнях проекционно совпадают (рис. 5), тектонополосы – субвертикаль- ны, а их формирование связано именно с разлинзовкой массива плоскостями максимальных касательных напряжений в условиях горизонтального положения главной кинематической плоскости σ1-σ3. [25]. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 85 Рис. 5. Пример проекционного совпадения тектонических нарушений по разным пластам (ш. Павлоградская) 9. Сложившийся структурный рисунок трасс малоамплитуд- ной нарушенности вполне соответствует полистадийному дефор- мационному процессу [3], в результате которого линейные участ- ки развития сколовой и отрывной трещиноватости постепенно трансформируются в единую сдвиговую зону смещения, а мало- амплитудные нарушения ориентировок 10-20°, 70-80°, 80-90°, 290-310° морфологически представлены сдвигами и сдвиго- сбросами. 10. При приближении к крупноамплитудным разрывам ко- личество сбросов малой амплитуды значительно возрастает. При этом, разрывы малой амплитуды или среднеамплитудные нару- шения представлены жилоподобными ответвлениями от основно- го тела разрыва. Отдельные сместители имеют прерывистый ха- рактер. Для большинства нарушений характерно наличие кули- сообразного и ступенчатого расположения сместителей в преде- лах одной нарушенной зоны. Гость Rectangle Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 86 11. Характерная особенность малоамплитудных и средне амплитудных нарушений (1105 лаве шахты им. Героев космо- са) – смена азимутов падения сместителя по простиранию, т.е. один и тот же разрыв на разных участках проявляется в виде сброса и взброса – «шарнирное» искривление сместителей. Подтверждение о наличии вышеуказанной зоны мы находим в ступенчатом специфическом расположении меандр р. Самары (рис. 6, г) на участке горного отвода ш. Павлоградская. Любые ослабленные зоны, например, зоны повышенной трещиноватости, подвергаются эрозии в первую очередь, на них укрепляется гидросеть, способная к перестройке в результате тектонической эволюции. Очевидно, что на участке исследований ступенчатый рисунок меандр не случаен. Меандры широтного простирания азимутально соответствуют Y-сколам, которые па- раллельны основной зоне смещения. Участки реки субширотного простирания наследуют антитетические сдвиги. В то же время, в пользу подтверждения существования сдвиговой зоны, свидетельствует смещение частей локального размыва угольного пласта с5, (ш. Павлоградская) диагонально се- кущего центральную часть шахтного поля (рис. 6, б, д). Направ- ление подвижки по разрыву описывается сдвиговой кинематикой выявленной сдвиговой зоны широтного простирания. Горизон- тальная амплитуда смещения до 300-320 м. Выделенная зона контролирует простирание Терновского сброса (на восточной окраине шахтного поля) и характерные сту- пенчатые плановые «изгибы вдавливания» и левостороннего смещения фрагментов линии скрещения Богдановского сброса с угольными пластами (поле ш. Терновская, Павлоградская, Благо- датная). Интерпретация левосдвиговой зоны широтного простира- ния - результат экспериментальных исследований авторов, под- тверждается данными о строении субширотного, фрагментарно широтного Михайловского разрыва, образование которого связа- но со значительными горизонтальными усилиями, направленны- ми с юга (юго-запада) [19]. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 87 Рис. 6. Результаты пространственного распределения груп- пы малоамплитудных разрывов и анализ их взаимо- отношений: а) распределение разрывов в пределах горного отвода ш. Павлоградская б) детализация раз- рывов сдвиговой кинематики; в) правый антитетиче- ский сдвиг в контуре левосдвиговой зоны; г) детали- зация меандр р. Самары в контексте сдвиговой зоны; д) определение подвижки по разрыву по разобщен- ным частям размыва 1 – размыв угольного пласта по данным разведочных работ; 2 – размыв угольного пласта по данным добычных работ; 3 – сдвиги параллельные основной зоне смещения; 4 – антитетиче- ские сдвиги; 5 – синтетические сдвиги; 6 – вторичные синтетиче- ские сдвиги; 7 – контур горных работ; 8 – направление движения по разрыву; 9 –– русло р. Самара Гость Rectangle Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 88 Выводы. Впервые установлено, что специфичный рисунок дизъюнктивов и их взаимоотношения на площади северной пе- риферии и в центральной части Самарского горста (Западный геолого-промышленный район), свидетельствует о наличии на участке исследования зоны левосдвиговой кинематики широтно- го простирания (Y), азимутальная ориентировка которой соответ- ствует 80-90° (260-270°), сформированной под воздействием сжимающих и растягивающих напряжений: σ1 – 40-50° (220-230°) - ось сжатия; σ3 – 130-140° (310-320°) - ось растяже- ния. Разрывы с азимутом простирания 70-80° (250-260°) и 10-20° (190-200°) – образуют сопряженные сколы Риделя R1 (синтетиче- ские левые сдвиги) и R2 (антитетические правые сдвиги). Вторич- ные синтетические сдвиги представлены ориентировками P-сколов с аз. пр. 110-130° (290-310°). Разрывы ориентировок 10-20° и 70-80° группируются в системы тектонополос, образо- ванных сопряженными сколами с углом сопряжения 2θ = 60-70º (наиболее встречающееся значение 62°). Элементы дренажных речных систем, весьма чувствительные к горизонтальным текто- ническим движениям, повторяют ориентировку тектонических нарушений различной кинематики смещения независимо от их амплитуд. В нашем случае выраженный гидрографический кон- троль свидетельствует о том, что выявленные сдвиговые зоны имеют долгоживущий характер и оказывают существенное влия- ние на современный рельеф. СПИСОК ССЫЛОК 1. Привалов В. А. Закономерности распространения и эволюции тектонической нарушенности в Донецко-Макеевском районе Донбасса // Изв. высш. уч. зав.: Геология и разведка. - 1990.- № 3.- С. 46-55. 2. Дьяченко Н. А., Привалов В. А. Структуры Риделя в сдвиго- вой тектонике Донецкого и Львовско-Волынского каменно- угольных бассейнов // Геология і геохімія горючих копалин, № 4. – 2008. – С. 21-36 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 89 3. Riedel, W. Zur Mechanik Geologischer Brucherscheinungen. Zen- tral-blatt fur Mineralogie, Geologie und Paleontologie B, 1929.- Р. 354–368. 4. Tchalenko, J. S., Similarities between shear-zones of different magnitudes. Geological Society of America Bulletin 81, 1970. – Р. 1625–1640. 5. Ярошевский В. Тектоника разрывов и складок. М.: Недра. – 1981. – 245 с. 6. Привалов В. О. Тектонотермальна еволюція Донецкого ба- сейну Автореф. дис. доктор. геол. наук. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2005. – 35 с. 7. Дьяченко Н. А, Киселев Н. Н., Панова Е. А., Привалов В. А. Тектоническая делимость и современные деформационные процессы на субширотном участке Французского недвига / Зб. Проблеми гірського тиску”, Донецьк: Вид. ДонНТУ, 2004. С. 26-42. 8. Дьяченко Н. А., Дуброва Н. А. Блочная делимость и совре- менные геодинамические процессы в Донецко-Макеевском районе Донбасса / Сб. научных трудов Национального горно- го университета,- Днепропетровск: НГУ, - 2005,- № 23.- С. 110-120. 9. Михалев А. К. О горизонтальной составляющей амплитуды Каменского надвига в Донбассе // Геол. журн. – 1988. – № 1. – С. 127-129. 10. Кущ О. А. Разрывная тектоника и прогноз нарушенности юго- западного Донбасса. Автореф. дис.. канд. геол.–мин. наук. – Днепропетровск, 1987. – 16 с. 11. Привалов В. А. Тектоническая природа зон выбросоопасно- сти в Донбассе // Уголь Украины. – 2008. - № 3. – С. 33 - 37. 12. Привалов В. А. Закономерности развития малоамплитудной тектонической нарушенности угольных пластов и ее прогнозирование (на примере Донецко-Макеевского района Донбасса). Автореф. дис. канд. геол. - мин. наук. - Ленинград: ВСЕГЕИ. - 1987. - 23 с. 13. Привалов В. А. О прогнозе тектоногазодинамической обста- новки угольного пласта. // Изв. высш. уч. зав.: Геология и разведка.- 1985. - № 11.- С. 49-55. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 90 14. Бурлуцький М. С., Павлов І. О. Особенности мелкоамплитудной тектоники Донецко-Макеевского района. //Уголь Украины. – 2004. - № 1. – С.43-46. 15. Эз В. В. К вопросу о связи трещиноватости в каменных углях Донбасса со складчатой структурой // Складчатые деформа- ции земной коры, их типы и механизм образования. – М.: Изд. АН СССР, 1962. – С. 250-264. 16. Корчемагин В. А., Емец В. С. Поля напряжений и структуры тектонических трещин Донбасса // Докл. АН СССР. – 1986. – № 5. – С. 1191–1194. 17. Угленосные формации и вещественный состав углей Днеп- ровско-Донецкой впадины/ Радзивилл А. Я., Иванова А. В., Майданович И. А. и др..; Отв. Ред.. Шпак П. Ф. – К.: Наук. думка, 1990. – 220 с. 18. Гаркаленко И. А. О глубинных разломах юга и юго-востока Украины. / геологический журнал, т. 30, вып.. 3. – 1970. – С. 3-14. 19. Лукинов В. В., Пимоненко Л. И. Тектоника метаноугольных месторождений Донбасса. К.: Наукова думка. – 2008. – 351с. 20. Приходченко В. Ф., Приходченко С. Ю. Особливості мало- амплітудної порушеності вугільних пластів Павлоградсько- Петропавлівського району Донбасу // Наук. вісник НГАУ. – 2000. – № 4. – С. 4-5. 21. Дослідження тектоніки шахтних полів геофізичними методами. Звіт про НДР (закл.). Фонди УкрНДМІ інв. № 2088; Донецьк, 2002.-140 с., Державний інформаційний геологічний фонд “Геоінформ України” № 58773. 22. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Угольные бассейны и месторождения юга Европейской части СССР / Под. ред.. И. А. Кузнецова, В. В. Лапушина, М. Л. Левенштейна и др. – М.: Гос. научн.-тех. изд-во лит. по геологии и охране недр. – 1963. – Т. 1. – 1209 с. 23. Гавриш В. Н. Глубинные разломы, геотектоническое развитие и нефтегазоносность рифтогенов. К.: Наук. думка. – 1974. – 159 с. 24. Дьяченко Н. А., Панова Е. А. Привалов В. А. Анализ текто- нической нарушенности во Львовско-Волынском бассейне с Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 91 использованием геоинформационных технологий // Геоінформатика, № 4. – 2007. – С 62-68. 25. Дьяченко Н. А., Привалов В. А. Влияние сдвиговой тектоники на формирование рельефа земной поверхности шахты «Павлоградская» при подработке / Уголь Украины, № 11.- 2006.- С. 36-39.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18078
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1996-885X
language Russian
last_indexed 2025-12-07T18:29:00Z
publishDate 2009
publisher Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
record_format dspace
spelling Дьяченко, Н.А.
Привалов, В.А.
2011-03-16T23:16:37Z
2011-03-16T23:16:37Z
2009
Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования / Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 67-91. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.
1996-885X
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18078
622.3:551.24.052:553.94
Вивчені особливості тектонічної порушеності кам'яновугільних відкладів у межах гірничих відведень шахт Західного геолого-промислового району Донбасу. Вперше встановлено, що середнє- й малоамплітудні розриви, що традиційно інтерпретуються як скиди, у більшості випадків є порушеннями, які утворилися у контурі лівозсувної зони широтного простягання.
The tectonic features of coal-bearing deposits within western Donbas region have been studied. Instead of traditional normal faulting model first time, small – displacement faults here are interpreted as strike-slip structures related with sinistral shear zone of latitudinal strike.
ru
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
Article
published earlier
spellingShingle Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
Дьяченко, Н.А.
Привалов, В.А.
title Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
title_full Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
title_fullStr Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
title_full_unstemmed Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
title_short Тектоническое строение западного Донбасса в контексте сдвигообразования
title_sort тектоническое строение западного донбасса в контексте сдвигообразования
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18078
work_keys_str_mv AT dʹâčenkona tektoničeskoestroeniezapadnogodonbassavkontekstesdvigoobrazovaniâ
AT privalovva tektoničeskoestroeniezapadnogodonbassavkontekstesdvigoobrazovaniâ