Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций
Встановлені петрографічними методами системи мікропорушеності структури кварцу в пісковиках Донбасу відтворюють умови і типи палеодеформацій, які впливають на пористість пісковиків, на виникнення тріщин у вугленосній товщі. Статистична оцінка типів мік родеформацій структури мінералів пісковиків і...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54009 |
| 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: | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций / Л.Ф. Маметова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 101. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859525440062881792 |
|---|---|
| author | Маметова, Л.Ф. |
| author_facet | Маметова, Л.Ф. |
| citation_txt | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций / Л.Ф. Маметова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 101. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Встановлені петрографічними методами системи мікропорушеності структури кварцу в
пісковиках Донбасу відтворюють умови і типи палеодеформацій, які впливають на пористість пісковиків, на виникнення тріщин у вугленосній товщі. Статистична оцінка типів мік родеформацій структури мінералів пісковиків і кореляція їх з порушеннями макрорівня показала зв'язок в межах 55 %.
The systems of microstrains structure of quartz in sandstones of Donbass set by petrographic methods reproduce terms and types of paleodeformation which influence on porosity of sandstones, on the origin of cracks in an coalbearing layer. Statistical estimation of types of microstrains of structure of minerals of sandstones and correlation of them with violations of macrolevel showed communication within the limits of 55 %.
|
| first_indexed | 2025-11-25T21:33:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
147
УДК 622.236:552.513
Канд. геол. наук Л.Ф. Маметова
(ИГТМ НАН Украины)
МИКРОНАРУШЕННОСТЬ МИНЕРАЛОВ И ПОРОД – СЛЕДСТВИЕ
ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
Встановлені петрографічними методами системи мікропорушеності структури кварцу в
пісковиках Донбасу відтворюють умови і типи палеодеформацій, які впливають на порис-
тість пісковиків, на виникнення тріщин у вугленосній товщі. Статистична оцінка типів мік-
родеформацій структури мінералів пісковиків і кореляція їх з порушеннями макрорівня пока-
зала зв'язок в межах 55 %.
MICRODISLOCATION OF MINERALS AND ROCKS AS REFLECTION OF
GEODYNAMIC DEFORMATIONS
The systems of microstrains structure of quartz in sandstones of Donbass set by petrographic
methods reproduce terms and types of paleodeformation which influence on porosity of sandstones,
on the origin of cracks in an coalbearing layer. Statistical estimation of types of microstrains of
structure of minerals of sandstones and correlation of them with violations of macrolevel showed
communication within the limits of 55 %.
Работа посвящена изучению структурних преобразований терригенных об-
разований Донецкого бассейна на примере песчаников 3-х фаций: русловых,
подводных выносов рек и прибрежно-морских в юго-западных, центральних и
северо-восточных геолого-промышленных районах. Выполнены детальные
петрографические исследования минералов песчаников с определением типов
микродеформаций их структуры, появление которых обусловлено тектониче-
скими процессами.
Структурообразование полизернистого агрегата – песчаников – определяет-
ся динамическим равновесием таких факторов как внешнее воздействие и от-
ветная реакция породы, которая конторолируется анизотропией упругих
свойств составляющих минералов. Среди трех типов деформаций: упругих,
пластических и хрупких – изменение формы и внутренней структуры минера-
лов обуславливают два последних. Пластические деформации возникают
вследствие воздействия напряжения на структуру кристаллов породообразую-
щих минералов и создают предпосылки для их разрушения. Каждый минерала
по-своему, сообразно с классом симметрии (сингонией), реагирует на такие
условия как сдвиг, сжатие, растяжение или их комбинацию. Среди многих по-
родообразующих минералов только кварц обладает способностью трансформи-
роваться по 11-и направлениям [1], у других – таких возможностей гораздо
меньше. Пластические деформации между соседними зернами кварца наблюда-
лись лишь в случае различной ориентировки их оптических осей. Кроме того,
деформировались также полевые шпаты, слюды, обломки пород, но только на-
рушения структуры кварца характеризуются множеством комбинаций. Наряду
с морфологическим разнообразием, обнаружилась определенная закономер-
ность их распространения по площади и в разрезе угленосного бассейна.
Основным рабочим методом исследования пластических микродеформаций
минералов был микроскопический. Анализировались наработки отечественных
148
[3-6 и др.] и зарубежных авторов [2, 7 и др.]. Определение условий деформации,
зафиксированых полосками скольжения, названых по имени первооткрывателя
бемовскими [2], выполнялось на основании наблюдений и экспериментов И.С.
Делицина [5]. Бемовские полоски – это выходы деформационных плоскостей
скольжения на поверхность зерна. Вдоль плоскостей расположены цепочки ми-
кровключений, которые декорируют нарушения кристаллической структуры,
возникшие вследствие тектонического воздействия. Неоднократные этапы тек-
тонической активизации фиксируются системами бемовских полосок. Разрабо-
таны способы определения количества тектонических перемещений и типов
деформации (их условия) [8, 9]. Суть этих способов заключается в том, что
угловая разница между системами прямолинейных бемовских полосок в зернах
кварца песчаников возникла при смене направления тектонических движений.
Значения ≈20º характеризуют деформацию в условиях сжатия; 45º(±10º) – рас-
тяжения, 60º-70º – сдвиговую деформацию. Измерения выполнялись в стандар-
тных шлифах для семи геолого-промышленных районов с различной тектони-
ческой нарушенностью (1288 измерений) – пример в табл. 1.
Таблица 1 – Результаты определения типов и условий деформации
Район
Шахта
Участок
Основные на-
правления
плоскостей
деформации,
градус
Угловая разница
между плоско-
стями деформа-
ций, градус
Условия дефо-
рмации
Сред ко-
эф. мик-
ронару-
шен. Кп,
%
Алмазно-
Марьевський
Светлановский
10 30, 50,
120, 140,
160,
20
70
20
20
Сжатие
Сдвиг
Сжатие
Сжатие
43,5
Луганский
Менчикуровс-
кая
40, 70,
140, 160
30
70
20
Сжатие
Сдвиг
Сжатие
49,2
Краснодонский
им. 50-летия
СССР
20, 40,
140, 160,
180
20
100
20
20
Сжатине
Сдвиг
Сжатие
Сжатие
25,2
Как показали исследования, каждому участку, шахте свойственно чередова-
ние или сочетание определенных условий деформации, но интенсивность и ра-
знообразие типов микронарушенности структуры минералов индивидуальны. В
пределах геолого-промышленного района диференциация тектонических дви-
жений фиксируется сочетанием или преобладанием конкретных микродефор-
маций.
Бемовские полоски отражают нарушения структуры зерен синхронно с тек-
тоническими процессами и распространены повсеместно. Именно они предва-
ряют более глубокие преобразования структуры минералов. От периферии к
центру бассейна количество бемовских полосок увеличивается. Рассматрива-
лись такие типы микродеформаций кварца как: прямые – рис. 1-а – и дугообра-
зные (далее дуги) бемовские полоски, блокование, грануляция, мозаичность,
149
сутуро-стилолитовые швы (контакты), иррациональные двойники и пластинки
деформации, а также сочетания 2-3-х и более типов [10].
а б
в г
а – системы прямых бемовских полосок; б – бемовские полоски в кварце (1) и дефор-
мации двойников плагиоклаза (2); в – системы пластин деформации;
г – сочетание двух типов: блокование с последующей грануляцией
Рис. 1 – Пластические деформации в минералах песчаников.
Участок Менчикуровский расположен вблизи регионального (Алмазного)
разлома, что влияло на нарушенность отложений, на их трещиноватость и пре-
вращения. На микроуровне фиксируются разнообразные пластические дефор-
мации как среди обломков, так и в цементе. Исследование под микроскопом
характерных морфологических типов микродеформаций показало, что среди
песчаников распространены такие же разновидности как на юго-западе Донбас-
са, но приоритеты несколько другие. Интенсивные структурные превращения
испытали плагиоклазы, у которых изогнуты (иногда со смещением) полисинте-
тические двойники, у полевых шпатов преимущество принадлежит плоскостям
деформации, кроме того, наблюдается такой вид нарушения как „смятие‖. В
кварцевых обломках наиболее распространено блокование, иррациональное
двойникование и дуговидной формы „бемовские полоски‖. Интересное появле-
ние S-подобных полосок, которые свидетельствуют об изменении направления
давления под воздействием тектонических процессов. Кроме того, наблюдается
комбинация нескольких (2-3) видов микродеформаций в одном зерне как среди
полевых шпатов, так и в обломках кварца – в месте наибольшего давления
1
2
150
между зернами возникает нарушение похоже на пламя, которое соединено с
иррациональным двойникованием и грануляцией. Достаточно распространен-
ные сутуровидные контакты внутри и между зернами. Возникновение пластин
деформации – рис.1-в – сопровождается переориентировкой кристаллической
решетки [4]. К юго-западу от Менчикуровского, на участке Бутовский-
Глубокий, в стратиграфически вышезалегающем горизонте песчаников свиты
С2
7
, наряду с прямыми бемовскими полосками, наблюдались дуговые – асим-
метричные по форме – рис. 2-а. В замковой части дуги происходит перекрытие
разных условий деформации. Нисходящая «ветка» дуги соответствует дефор-
мациям сколо-сдвига. На макроуровне зафиксированы аналогичные по типу
тектонические движения – сбросы и сдвиги, которые отражены поперечными
дислокациями в южной зоне мелкой складчатости. Кроме асимметричных дуг,
встречались также S-образные, симметричные. Неоднократное, меняющее
направление, тектоническое воздействие иллюстрируется комбинацией 2-3 ти-
пов микродеформаций в одном или в нескольких зернах и трансляцией напря-
жения – рис.1-г, 2-б – вплоть до образования микротрещин.
а б
в г
а – асимметричные дуговые бемовские полоски; б – трансляция пластин деформаций; в
– грануляция по бемовским полоскам; г – фрагменты микростилолитовых контактов
Рис. 2 – Пластические деформации в кварце песчаников.
Деформационные полосы встречаются на участках перегиба зерна и сопро-
вождаются штрихами скольжения, нормально ориентированными по отноше-
нию к полосе. Наблюдения показали – направление и положение полос дефор-
мации по отношению к длинной оси зерна не совпадают, что свидетельствует о
контрастности тектонических движений. Следовательно, геодинамические про-
цессы создают в песчаниках дифференцированное поле напряжений и характе-
151
ристики этого поля в каждой конкретной точке могут и совпадать с соседней, и
отличаться. Потому даже на уровне шлифа наблюдались как зоны повышенного
давления, где происходит грануляция, формируются зубчатые стилолитовые
швы, так и зоны, известные в литературе как „тени‖ давления, в которые входят
подвижные химические компоненты (флюиды). Когда границы между зернами
когерентны, т.е. существует структурное соответствие кристаллических реше-
ток, то влияние атомов одного зерна на другое – минимальное и поэтому, энер-
гия таких границ также мала [11]. В случае неустойчивого положения части
атомов одного минерала по отношению к другому, увеличивается энергия ато-
мов преобразующегося зерна, возрастает их подвижность. Границы таких зерен
имеют дефектную структуру и служат путями движения флюидов.
Грануляция – это такой тип микронарушенности, который неоднозначно
трактуется исследователями. Одни [12] под грануляцией подразумевают обра-
зование мелких мозаичных кварцевых агрегатов за счет крупных индивидов в
результате „вторичного стрессового напряжения‖. Р.Х. Вернон [13] и другие
процесс возникновения таких агрегатов (субзерен) называют полигонизацией и
считают их продуктом регенерации. Субзерна отделены друг от друга малоуг-
ловыми границами. Большинство петрологов такие природные структуры ин-
терпретируют как результат механического дробления. Однако, видимые в оп-
тическом микроскопе субзерна в электронном – выглядят как участки ограни-
ченные дислокациями. На границах субзерен ориентировка кристаллической
решетки меняется значительно больше 1º. В довольно крупных субзернах могут
быть мелкие, ориентированные на меньшие углы. Процесс грануляции начина-
ется после пластических нарушений в кристаллах кварца – вдоль бемовских
полос – рис.2-в, по блокам, пластинам деформации.
Большой фактологический материал, анализ распространения типов пласти-
ческих нарушений структуры минералов, выполненный в песчаниках разной
степени катагенетической преобразованности, показал особенности влияния те-
ктонических процессов на отложения угленосной толщи как отдельного участ-
ка или шахты, так и региона, выявил определенные закономерности их разви-
тия. Такие типы как прямые и дугообразные бемовские полоски, блокование
следует считать самыми ранними проявлениями тектонической деятельности в
регионе. Они широко распространены в краевых частях бассейна. Последую-
щие периоды геодинамической активизации в центральных районах вызвали
деформации структуры типа иррациональных двойников и пластин деформа-
ции. Причем в центре – именно пластинки деформации, а на периферии – ирра-
циональные двойники. Увеличение силы давления (напряжения) обуславливает
постепенное превращение двойников в пластины. С более поздними проявле-
ниями тектонических движений связано распространение грануляции, мозаич-
ности, сутуро-стилолитовых швов, сочетающихся с названными разновидно-
стями. Комбинация этих типов нарушенности структуры минералов создает
благоприятные условия для образования видимых и скрытых трещин в песча-
никах, служащих путями движения газов и растворов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Минералогическая энциклопедия – Л.: Недра, 1985. – 512 с.
2. Bőhm August Über die Gesteine des Wechsels – Tschermaks mіneralogіsche und petrographіesche
152
Mіtteіlungen. Wіen. – 1883. – № 5 (204). - Р. 197-210.
3. Григорьев Д.П. Онтогения минералов / Д.П. Григорьев – Львов: ЛГУ, 1961. – 384 с.
4. Классен-Неклюдова М.В. Механическое двойникование кристаллов / М.В. Классен-Неклюдова– М.:
Изд-во АН СССР, 1960. – 261 с.
5. Делицин И.С. Структурообразование кварцевых пород / И.С. Делицин – М.: Наука, 1985. – 191 с.
6. Казаков А.Н. Динамический анализ микроструктурных ориентировок минералов / А.Н. Казаков – Л.: На-
ука, 1987. – 272 с.
7. Christie J.M. Raleigh C.B. The origin of deformation lamellae in quartz / J.M. Christie – Amer. J. Sci. – 1959. Р.
257-300.
8. Пат. Украины № 34397 Способ определения количества тектонических движений / Баранов В.А., Маме-
това Л.Ф. – Бюл. № 15, 2008. – 6 с.
9. Пат. Украины №51207 Способ определения типов деформации / Баранов В.А., Маметова Л.Ф. – Бюл. №
13, 2010. – 6 с.
10. Маметова Л.Ф. Структурно-мінералогічні перетворення газоносних пісковиків Донбасу:
дис....кандидата геол.наук: / Маметова Л.Ф. – Дніпропетровськ, 2011. – 175 с.
11. Соболев В.С. Об условиях минералообразования при ориентированном давлении / В.С. Соболев // Ми-
нералог. сб-к Львов. геол. о-ва, 1957, – № 11. – С. 45-51.
12. Кац М.Я. Кварц кристаллических горных пород / М.Я. Кац, И.М. Симанович // – М.: Наука, 1974. –
188 с.
Вернон Р.Х. Метаморфические процессы / Р.Х. Вернон – М.: Недра, 1980. – 227 с.
УДК 551.243: 622.023.623
Инженер О.А. Карамушка
(ИГТМ НАН Украины)
ОЦЕНКА НАРУШЕННЫХ ЗОН УГЛЕНОСНОЙ ТОЛЩИ
Наведено результати аналізу порушених зон, виділених у вугільних пластах Павлоград-
сько-Петропавлівського і Донецько-Макіївського геолого-промислових районів Донбасу, на
основі визначення кількості тектонічних блоків порід, їх розмірів і розрахунку їх коефіцієн-
тів форми.
ESTIMATION OF THE DISLOCATED ZONE OF COALBEARING
LAYER
The results of analysis of the dislocated zone, selected in coal layers of Pavlogradsko-
Petropavlovskiy and Donetzko-Makeevskiy geological-industrial districts of Donbas on the basis of
determining the percentage of tectonic blocks of rocks, their sizes and calculation of their coeffi-
cients of form are presented in the article.
Добыча угля на Украине связана с переходом на большие глубины и разра-
боткой месторождений, характеризующихся сложными горно-геологическими
условиями, что сопровождается возникновением ряда газодинамических и ди-
намических явлений. Исследование причин и условий, влияющих на их форми-
рование, является проблемой актуальной как в научном так и прикладном зна-
чении.
Известно, что структурно-тектоническое строение угольных месторождений
– один из важнейших геологических факторов, обусловливающих миграцион-
ные процессы углеводородных газов в угленосных толщах, их современное
распределение и формирование газовых месторождений. Тектонические струк-
туры бассейна составляют основу прогноза условий разработки угольных ме-
сторождений, районирования по сложности горно-геологических условий, га-
зоносности угленосных образований. В данной работе внимание уделяется во-
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-54009 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-25T21:33:27Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Маметова, Л.Ф. 2014-01-29T19:51:24Z 2014-01-29T19:51:24Z 2012 Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций / Л.Ф. Маметова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 101. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54009 622.236:552.513 Встановлені петрографічними методами системи мікропорушеності структури кварцу в пісковиках Донбасу відтворюють умови і типи палеодеформацій, які впливають на пористість пісковиків, на виникнення тріщин у вугленосній товщі. Статистична оцінка типів мік родеформацій структури мінералів пісковиків і кореляція їх з порушеннями макрорівня показала зв'язок в межах 55 %. The systems of microstrains structure of quartz in sandstones of Donbass set by petrographic methods reproduce terms and types of paleodeformation which influence on porosity of sandstones, on the origin of cracks in an coalbearing layer. Statistical estimation of types of microstrains of structure of minerals of sandstones and correlation of them with violations of macrolevel showed communication within the limits of 55 %. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций Microdislocation of minerals and rocks as reflection of geodynamic deformations Article published earlier |
| spellingShingle | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций Маметова, Л.Ф. |
| title | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| title_alt | Microdislocation of minerals and rocks as reflection of geodynamic deformations |
| title_full | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| title_fullStr | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| title_full_unstemmed | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| title_short | Микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| title_sort | микронарушенность минералов и пород – следствие геодинамических деформаций |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54009 |
| work_keys_str_mv | AT mametovalf mikronarušennostʹmineraloviporodsledstviegeodinamičeskihdeformacii AT mametovalf microdislocationofmineralsandrocksasreflectionofgeodynamicdeformations |