Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации
У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичного оброблення структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень та особливості локалізації зон гідро- та суфляроактивізації у межах гірничого відводу шахти «Добропільська» Красноармійського вуглевидобувного району Донбасу...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2014
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99548 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 269-286. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860260850690949120 |
|---|---|
| author | Дьяченко, Н.А. |
| author_facet | Дьяченко, Н.А. |
| citation_txt | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 269-286. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичного оброблення структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень та особливості локалізації зон гідро- та суфляроактивізації у межах гірничого відводу шахти «Добропільська» Красноармійського вуглевидобувного району Донбасу. На основі реконструкції механізму виникнення зсувної тектоніки у зв'язку з розвитком у районі досліджень зони правозсувних дислокацій, встановлено, що локалізація зон гідро- та суфляроактивізації приурочена до структур призсувного розтягування (малих улоговин просідання), що утворені в умовах тектонічного режиму зсуву в обстановці правосторонньої транстенсії.
The outcomes of statistical processing of structural-geological data related to the extension of faultings and peculiarities in localization of the zones of flowing of underground water and gas blowers within the territory of Dobropilska mine (Krasnoarmiisk coal mining district in Donbas) are considered and analyzed. On basis of rebuilding of the mechanism of strike-slip structures occurrence due to the development of right-hand dislocations in the survey area is determined that localization of the zones of flowing of underground water and gas blowers is confined to the structures of strike-slip tension (small subsidence troughs) that have formed in conditions of pull-apart tectonics in the environment of right-hand transtention.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:55:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
269
УДК 6223:551.24.052:553.94 + 622.83
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ
СДВИГОВОЙ ТЕКТОНИКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЯ НА
ЛОКАЛИЗАЦИЮ ЗОН ГИДРО- И
СУФЛЯРОАКТИВИЗАЦИИ
Дьяченко Н. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
У роботі розглянуті та проаналізовані результати стати-
стичного оброблення структурно-геологічних даних про простя-
гання трас розривних порушень та особливості локалізації зон
гідро- та суфляроактивізації у межах гірничого відводу шахти
«Добропільська» Красноармійського вуглевидобувного району
Донбасу. На основі реконструкції механізму виникнення зсувної
тектоніки у зв'язку з розвитком у районі досліджень зони право-
зсувних дислокацій, встановлено, що локалізація зон гідро- та
суфляроактивізації приурочена до структур призсувного розтя-
гування (малих улоговин просідання), що утворені в умовах тек-
тонічного режиму зсуву в обстановці правосторонньої транс-
тенсії.
The outcomes of statistical processing of structural-geological
data related to the extension of faultings and peculiarities in localiza-
tion of the zones of flowing of underground water and gas blowers
within the territory of Dobropilska mine (Krasnoarmiisk coal mining
district in Donbas) are considered and analyzed. On basis of rebuild-
ing of the mechanism of strike-slip structures occurrence due to the
development of right-hand dislocations in the survey area is deter-
mined that localization of the zones of flowing of underground water
and gas blowers is confined to the structures of strike-slip tension
(small subsidence troughs) that have formed in conditions of pull-
apart tectonics in the environment of right-hand transtention.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
270
Введение. Разрывные дислокации принадлежат к структу-
рам земной коры, распространение которых наблюдается повсе-
местно. Именно они определяют развитие геологического строе-
ния, пространственно контролируют разнообразные проявления
ряда опасных явлений и процессов, которые существенно отра-
жаются на условиях безопасности труда, сдерживают темпы до-
бычи угля, повышают себестоимость энергетического сырья.
Сегодня не вызывает сомнения, что подземная разработка
угольных месторождений Украины требует проведения исследо-
ваний касательно не только прогнозирования тектонического
строения угольных пластов, но и прогноза возникновения ката-
строфических ситуаций (внезапные выбросы метана, суфляры и
водопрояления в горных выработках, зоны аномального протека-
ния деформационных процессов и др.), связанных с геологиче-
скими процессами, воздействие которых, как правило, не учиты-
вается при планировании общей стратегии отработки месторож-
дения.
Мировая практика показывает, что определение параметров
геотектонических полей напряжений, в результате воздействия
которых формируются тектонические неоднородности, имеет
большое практическое значение не только для прогноза опасных
явлений в горных выработках, но и их состояния. Анализ резуль-
татов ряда научно-исследовательских и опытно-практических ра-
бот [1–5] показывает, что газодинамические явления, резкое
ухудшение состояния пластовых выработок с позиций их устой-
чивости и гидрологический режим при затоплении горных выра-
боток определяется полем регионального тектонического
напряжения.
Проблема труднопрогнозируемых природных опасностей
геологического, гидрогеологического и геомеханического харак-
тера и связанные с ней материальные потери в современной угле-
добыче характерна для горных предприятий Красноармейского
угледобывающего района, в частности, шахты «Добропольская»,
которая и определена в качестве базового объекта исследований.
Актуальность работы. Как показывает практический опыт,
зоны повышенных водопритоков и суфляровыделений в выра-
ботках обычно приурочены к участкам, осложненным разрывами,
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
271
размывами с заполнением полости размыва песчаниками и т.д.
При этом, наблюдается неоднозначность приуроченности зон
гидро- и суфляроактивации к различным по амплитуде, морфоло-
гии и генезису разрывным структурам как в разрезе, так и по
площади отработки.
Учитывая, что среди основных причин современного сни-
жения темпов угледобычи на шахте «Добропольская» преобла-
дают сложные горно-геологические условия, обусловленные
наличием малоамплитудной тектоники, обилием размывов
угольных пластов, капежом или струйчатыми водопроявлениями
в горные выработки, повышенной трещиноватостью и слабой
устойчивостью вмещающих пород на локальных участках, изу-
чение закономерностей пространственного положения зон текто-
нической нарушенности, реконструкция механизма их возникно-
вения и влияния разрывов на локализацию зон гидро- и суфляро-
активизации весьма актуальны.
Постановка задачи. Целью настоящего исследования явля-
ется анализ структурно-геологических и гидрогеологических
данных геологической и эксплуатационной разведки для выявле-
ния закономерностей пространственного положения тектониче-
ской нарушенности, реконструкции механизма ее возникновения
и влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации в
пределах горного отвода шахты «Добропольская».
Исследуемый район расположен в северо-западной части
Красноармейского угольного района Донбасса. В геоструктурном
отношении исследуемая территория (рис. 1) расположена в юго-
западной части Кальмиус-Торецкой котловины.
Геологическое строение рассматриваемого региона характе-
ризуется развитыми осадочными породами среднего и верхнего
карбона, перекрытыми более молодыми осадками (кайнозойски-
ми, триасовыми, юрскими), суммарная мощность которых увели-
чивается с юга на север. Каменноугольные отложения представ-
ляют собой чередование различных по составу и мощности слоёв
угля, известняков, песчаников, аргиллитов и алевролитов.
Водоносность отложений карбона наблюдается в трещино-
ватых песчаниках и известняках. По условиям накопления и цир-
куляции данные воды относятся к напорным. Фильтрационные
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
272
свойства каменноугольных отложений изменяются существенно
даже на небольших расстояниях в зависимости от их трещинова-
тости как по глубине, так и относительно площади их залегания.
Трещиноватые известняки и песчаники отличаются высокой во-
дообильностью, а непосредственный контакт воды с горными по-
родами негативно сказывается на прочности последних. Уг-
левмещающие породы имеют невысокую прочность, они легко
размокают, насыщены водой, что существенно ухудшает условия
поддержания горных выработок.
Рис. 1. Карта-схема района исследований с детализацией ос-
новных тектонических разрывов и маркирующих
горизонтов
В структурном отношении горный отвод занимает тектони-
ческий блок, ограниченный Добропольским надвигом на юго-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
273
востоке и Добропольским сбросом на севере. Именно здесь Доб-
ропольский надвиг резко меняет свое простирание: с северо-
восточного на северо-западное (см. рис. 1). Простирание камен-
ноугольных пород на указанной площади северо-западное с ази-
мутом 320°. Падение северо-восточное с углами падения 6–12°.
Вблизи тектонических нарушений углы падения пород достигают
25°. Сравнительно спокойное залегание горных пород осложня-
ется рядом разрывных тектонических нарушений, среди которых
преобладают крутопадающие сбросы: Добропольский, Карлов-
ский, Кутузовский, сброс «А» и др. Надвиговые (всбросовые)
структуры представлены Добропольским разрывом и взбросом
№ 1 (рис. 2).
Кроме перечисленных крупно- и среднеамплитудных раз-
рывов, горными работами шахты вскрыт ряд малоамплитудных
тектонических нарушений (см. рис. 2) с зонами ослабленных по-
род, достигающих 1–15 м, и многочисленные размывы угольных
пластов, которые прослеживаются на одной и той же площади по
всем угольным пластам, зачастую на ограниченных расстояниях
приобретают, по данным горных работ, структуру «конского хво-
ста». По всем разрабатываемым пластам размывы выполнены
песчаниками или запесоченными глинистыми сланцами.
В горных выработках на пластах l3 и l2
1
зафиксировано 12
случаев проявления суфляров метана (рис. 2, 3) которые приуро-
чены не только к малоамплитудным нарушениям, но и к зонам
повышенных водопроявлений в горных выработках. Необходимо
отметить, что интенсивный приток воды наблюдался практически
по всем разрабатываемым пластам (82 случая) на различных глу-
бинах отработки, как в южных, так и северных лавах (см. рис.
2, 3). Например, в восточном крыле: по пласту l2
1 – 1, 2 южные
лавы (горизонт -300 и -350 м), 3, 4 северные лавы (горизонт -400
и -450 м), 3, 4 северные лавы; по пласту l3 – 1, 2 южные лавы (го-
ризонт -300 и -350 м), 4 северная лава (примыкание к взбросу
№ 1).
Интенсивность водопроявлений неравномерная и имеет ха-
рактерную особенность: практически все случаи гидроактивиза-
ции сконцентрированы в диагональной ступенеобразной зоне се-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
274
веро-западного простирания (рис. 2, 3) в восточной части горного
отвода.
Рис. 2. Цифровая горно-геометрическая модель тектониче-
ской нарушенности угольных пластов l2
1, l3, m5
1в с
детализацией: а – восстановленных ориентировок
тектонодинамических осей сжатия (σ1) и растяжения
(σ3); б – фрагмента сопряженных «тектонополос»
сдвигового генезиса; в – схемы формирования ско-
лов Риделя (R1, R2) в условиях правосдвиговой акти-
визации основной зоны сдвигания (Y)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
275
Рис. 3. Результаты диапазонной фильтрации ориентировок
тектонических разрывов, образованных в контуре
сдвиговой зоны в условиях правосдвиговой активи-
зации в режиме транстенсии, дополненные: розой-
диаграммой встречаемости ориентировок (а); ре-
зультатом морфотектонического анализа пласта
l3 (б); геологическими разрезами (в) и схемой фор-
мирования структур присдвигового растяжения –
ложбин проседания (г)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
276
По оценкам В. Ф. Приходченко [6], большинство суфляров
метана на шахте «Добропольская» (пласт l3) приурочены к мало-
амплитудным тектоническим нарушениям, которые сгруппиро-
ваны в четыре интенсивно нарушенные зоны, три из которых
имеют северо-восточное и одна юго-восточное простирание. Па-
раллельно последней на севере располагается среднеамплитуд-
ный Карповский сброс. Автором отмечено, что «пласт l3 поля
шахты Добропольская разделяется зонами разрывов на четырех-
угольные блоки, сжатые по оси с северо-запада на юго-восток.
Выделенные зоны связаны с крутопадающими многопластовыми
разрывами, распространяются практически вертикально вниз».
Анализ тектонической нарушенности [7] угольного пласта l3 ме-
тодом расчета интенсивности малоамплитудной нарушенности и
тектонофизических реконструкций в пределах горного отвода
шахты им. XXI съезда КПСС, которая граничит с исследуемой
территорией (естественная граница – Добропольский надвиг),
позволил авторам сделать допущение, что вертикальные зоны
малоамплитудной тектонической нарушенности возникли под
действием одних и тех же тектонических сил, при которых оси
сжимающих и растягивающих напряжений располагаются в го-
ризонтальной плоскости, а ось средних нормальных напряже-
ний – практически вертикальна.
Не смотря на то, что авторы не рассматривают особенность
взаимоотношений тектонических элементов с позиции сдвигооб-
разования, приведенная оценка тектонической нарушенности да-
ет все основания полагать о существовании на участке исследо-
ваний сдвиговой зоны, образованной в режиме сдвигания, при
котором имеет место сочетание горизонтального сжатия (σ1) и
горизонтального растяжения (σ3) при субвертикальном положе-
нии промежуточной оси (σ2).
Реконструкции параметров полей напряжений кинематиче-
ским методом анализа трещинно-разрывных структур в исследо-
ваниях И. О. Павлова [8], где исходными данными служили заме-
ры, выполненные в горных выработках шахты «Краснолиман-
ская» по пластам l3 и m4 «характеризуются следующими парамет-
рами: ось растяжения (σ1) практически горизонтальна – азимут
падения 332°, угол падения 6°, ось максимального сжатия (σ3)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
277
субвертикальна – азимут падения 290°, угол падения 60° и про-
межуточная ось σ2 – азимут падения 125°, угол падения 30°»
(наименование осей в авторской интерпретации).
Некоторые несовпадающие оценки полученных ранее ре-
зультатов [6, 7, 8] и существующие разногласия по вопросам вза-
имообусловленного кинематического развития разрывных нару-
шений, послужили основой для проведения в настоящей работе
анализа структурного рисунка пространственной геометризации
тектонических разрывов, образованных в сдвиговом поле напря-
жений в пределах исследуемой территории (рис. 2) с целью уточ-
нения параметров тектонических сил и детализации структурно-
кинематической организации основной зоны сдвигания.
Традиционно в Донбассе разрывы рассматриваются исклю-
чительно по морфологическим признакам как сбросы и надвиги
(частный случай взбросов). Основанием для таких выводов слу-
жит исключительно геометрическое толкование наблюдаемой
картины сдваивания слоев без учета вектора истинного переме-
щения по разрыву. В отсутствии реальных маркеров смещения
(реперов), «надвиг и сброс в плане представляют собой простой
сдвиг» [9]. Внутренняя структура сдвиговой зоны у большинства
сдвигов подобна и определяет специфичность «сдвигового струк-
турного рисунка». Сложность выделения сдвиговой компоненты
смещения заключается в необходимости нахождения маркеров,
по которым диагностируется собственно горизонтальное смеще-
ние на геологических картах и планах горных работ. Результаты
натурных наблюдений в полевых условиях и экспериментальных
исследованиях [10–16] показывают, что сдвиговые дислокации в
реальных геологических обстановках сопровождаются не только
горизонтальными смещениями блоков земной коры, но имеют и
вертикальную составляющую.
Методы исследований. Для реконструкций сдвиговых по-
лей напряжений применены методы цифровой геологической
картографии, горно-геометрического моделирования, структур-
но-геологического анализа (диагностическая геометрия парагене-
зов разрывных структур), морфотектонического градиентного
анализа, статистической обработки фактических данных (рис. 3)
о: тектонической нарушенности (оценка частоты встречаемости
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
278
разрывов методом роз-диаграмм и диапазонной фильтрации), ли-
толого-фациальных неоднородностях 3 угольных пластов и зонах
обрушений, которые развиваются унаследовано по первично за-
ложенным ослабленным зонам.
Результаты исследований. Для анализа особенностей ма-
лоамплитудной тектонической нарушенности использованы дан-
ные о простирании 1060 трасс разрывных нарушений пластов l3,
l2
1, k5
1в в пределах горного отвода шахты Добропольская (см.
рис. 2, рис. 3, а). Малоамплитудные разрывы многочисленны,
сконцентрированы в системы субвертикальных кулисообразно
расположенных сопряженных «тектонополос», достаточно рав-
номерно распределены по площади и проекционно совпадают в
разрезе. Анализ структурного рисунка и максимумов встречаемо-
сти ориентировок малоамплитудных разрывов на розах-
диаграммах (рис. 3, а) позволил выделить две системы разрыв-
ных нарушений: синтетические правые R1-сдвиги (аз. пр. 300–
310°, максимум соответствует 300–304°) и антитетические левые
R2-сдвиги (аз. пр. 12–28°, максимум соответствует 22–24°), сим-
метричные относительно оси сжатия (σ1) параллельно которой
развиваются трещины отрыва (Т) (см. рис. 2, б, рис. 3, а). Трещи-
ны отрыва занимают положение биссектрисы угла, образованно-
го сопряженными сдвигами R1 и R2, при среднем значении угла
сопряжения 66° (минимальное значение 60°, максимальное 78°),
азимут простирания трещин отрыва варьирует в диапазоне 340–
350°. Характерно, что системы сопряженных разрывных наруше-
ний – сколов Риделя R1 и R2 на рис. 2, в, полученная в результате
тектонического моделирования в экспериментах Риделя [15] и на
схеме интерпретации натурных структурно-геологических дан-
ных в горных выработках на участке исследований (рис. 2, а, б)
практически идентичны.
Сколы R1 – диагональные и составляют с осью зоны сдвига-
ния (Y) (по направлению сдвигания) острый угол α, который из-
меняется от 5° до 20–30° (наиболее часто встречающиеся значе-
ния 15–20°) – являются синтетическими, т. е. направление дви-
жения по разрывам соответствует направлению движения основ-
ной зоны сдвигания. Сколы R2 – поперечные и, соответственно,
антитетические, т.е. сдвигание крыльев разрыва противоположно
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
279
направлено относительно направлению движения основной зоны
сдвигания. Последние образуют с осью сдвиговой зоны угол β,
который может изменяться от 65–70° до 80°. Величина углов α и
β обусловлена внутренним трением, возникающим в процессе
деформации сдвигания. По мере роста общей деформации сдви-
гания сколы Риделя испытывают некоторое вращение, поэтому
значения углов, как правило, увеличиваются. Антитетические
сколы из-за своей поперечной по отношению к общему переме-
щению ориентировки, частично искривляются, приобретая в
плане Z-образную форму в пределах граничных участков дефор-
мируемой полосы вследствие краевого эффекта при увеличении
размеров полосы в направлении оси сдвига. Именно этой особен-
ностью (искривлением) и объясняется диапазонный разброс в
азимутальных ориентировках антитетических сколов Риделя и,
соответственно, вариации значений величины угла сопряжения
сколов R1 и R2.
Так как в сдвиговой зоне не существует абсолютно линей-
ных систем, зоны разрывов зачастую прерываются, смещаются
один относительно другого, а зоны дробления нарушений и
ослабленных пород сопровождаются разнообразными деформа-
ционными дефектами (рис. 3, в), трассы «тектонополос» на ис-
следуемой территории представлены отдельными многочислен-
ными сместителями, которые прерываются, расщепляются на не-
сколько ветвей, а их стратиграфические амплитуды и азимут па-
дения характеризуются высокой изменчивостью как по прости-
ранию, так и в разрезе. Оценка азимутальных ориентировок раз-
рывов методом диапазонной фильтрации (рис. 3) позволила вы-
явить синтетические разрывы основной зоны сдвигания (Y), ко-
торые выражены ориентировками крутопадающих разрывов З-СЗ
простирания (азимут простирания 280–290°) – Карповской си-
стемой, морфологически представленной взбросом и сбросом, а
кинематически – сдвигом, и, соответственно, сдвигами (морфо-
логически сбросами) № 3, № 4.
Совместный анализ структурного рисунка (см. рис. 2) и
диапазонной фильтрации азимутальных ориентировок тектони-
ческих разрывов (рис. 3) в пределах территории исследования
позволил выделить синтетические разрывы – сколы Р, которые
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
280
впервые были выявлены А. Скемптоном. По отношению к оси
основной сдвиговой зоны они практически симметричны сколам
R1 и имеют такой же знак смещения крыльев. Как правило, эти
сколы соединяют концы активных сколов Риделя, что отчетливо
проявилось на участке исследований (см. рис. 2). Следует отме-
тить, что данная группа разрывов выражена немногочисленными
сместителями, но они имеют специфическую особенность – па-
дают в противоположные стороны и являются сопряженными
(Сброс «А» и зона сдвигов в северной части горного отвода, при-
мыкающей к Карповскому разрыву – сдвигу).
Интерпретация полученных данных позволяет говорить о
том, что разрывы исследуемой территории сформировались в об-
становке сдвигового поля напряжений (горизонтальное положе-
ние главной кинематической плоскости сжатия - растяжения
(σ1-σ3), положение оси промежуточных напряжений σ2 – верти-
кальна). Ось σ1 - ось укорочения пространства вследствие гори-
зонтального сдвига в горизонтальной плоскости ориентирована
по азимуту 160–170° (340–350°), ось σ3 (ось удлинения) – 70–80°
(250–260°).
Тектонические разрывы сгруппированы в «тектонополосы»
диагональной северо-западной и поперечной северо-восточной
ориентировки, которые придают участку характерные для сдви-
говых зон геометрические очертания параллелограмммовидных
тектонических блоков с величиной острого угла сопряжения 60–
78°. Малоамплитудные разрывы, формирующие «тектонополо-
сы», редко выглядят в виде единичных смещений. Как правило,
они образовывают зону скопления многочисленных сместителей
и образуют закономерно ориентированные кулисы. Углы падения
последних составляют 48–90°, преобладают крутопадающие раз-
рывы с углами падения 75–85°. Следует отметить, что «тектоно-
полосы» расположены достаточно регулярно. Антитетические
сколы (R2) удалены друг от друга на расстояние, которое для
крупных «тектонополос» с шириной нарушенной зоны от 50 м до
100 м составляет 1600-2500 м, для более мелких (с шириной
нарушенной зоны до 50 м) – 800–1100 м (рис. 3). Расстояние
между синтетическими сколами (R1) изменяется в пределах 400–
600 м.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
281
По разрывам северо-восточной ориентировки фиксируются
левосдвиговые смещения с характерным подворотом кулис
(рис. 2, в), по разрывам северо-западной ориентировки – пра-
восдвиговые смещения, что характерно для правосдвиговой зоны.
Антитетические левые сколы Риделя (R2) выражены более отчет-
ливо, чем синтетические правые сколы (R1) и соосны простира-
нию крутопадающих сбросов № 5, «В» и фрагмента Доброполь-
ского надвига, в лежачем крыле которого отрабатывались анали-
зируемые угольные пласты.
Выявленная закономерность подтверждается фактическими
ориентировками штрихов скольжения на плоскостях сместите-
лей, которые были зафиксированы при документации разрывов в
горных выработках, т. е. наряду со сбросовыми и сбросо-
сдвиговыми смещениями задокументированы правосдвиговые
подвижки по субширотным и левосдвиговые смещения по субме-
ридиональным разрывам [8]. На проявление тектонических про-
цессов в режиме горизонтального сдвига указывает и ряд литоло-
гических признаков. Это, прежде всего, зоны замещения угля, ко-
торые контролируются зонами сгущения трещиноватости, свиде-
тельствуя о том, что русла древних водотоков дренировали зоны
нарушений.
Дополнительно к приведенным в настоящем исследовании
аргументам, обосновывающим сдвиговую природу тектониче-
ской нарушенности в связи с развития в районе исследований зо-
ны правосдвиговых дислокаций, следует привести результаты ис-
следований В. А. Привалова [17], в рамках которых в Красноар-
мейском районе выделена зона правосдвиговой активизации на
продолжении Михайловско-Юрьевского глубинного разлома за-
пад-северо-западного простирания.
Особенный интерес вызывает ступенеобразная зона текто-
нической нарушенности, диагонально пересекающая исследуе-
мую территорию с юго-востока на северо-запад, в области кото-
рой наибольшее развитие получили малоамплитудные разрывы,
интерпретируемые как трещины растяжения (Т) и разрывы, па-
раллельные основной зоне сдвигания (Y) – набор разрывов рас-
тяжения и сдвигов, к которой приурочена гидро- и суфляроакти-
визация (рис. 3). По мнению В. Ф. Приходченко [6] большинство
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
282
суфляров метана концентрируется в области крупной пологой
локальной антиклинали северо-западного простирания (в юго-
восточной части горного отвода вблизи Добропольского надвига
с превышением более 100 м), примыкающей к Добропольскому
надвигу, которая была выделена в ходе анализа локальных склад-
чатых структур методом аппроксимации региональной поверхно-
сти залегания угольного пласта l3 поля шахты Добропольская.
При этом, «повышение интенсивности здесь связано с появлени-
ем дополнительных более резких перегибов в залегании пород».
В то же время, анализ структурного рисунка тектонических
разрывов и, в целом парагенеза деформаций, который отвечает
сдвиговому полю напряжений (горизонтальное положение глав-
ной кинематической плоскости сжатия - растяжения) с север-
северо-западным направлением сжатия и восток-северо-
восточным – растяжения, в котором по разрывам происходят
сбросо-сдвиговые смещения позволил предположить, что в во-
сточной части горного отвода сформировались мелкие впадины
(малые ложбины проседания) присдвигового растяжения типа
пулл-апарт (рис. 3, г). Последние представлены параллелограм-
мовидными впадинами, в которых границы диагональных ориен-
тировок представлены косыми сдвигами, а субмеридиональные
границы – отрывами и сбросами. По данным [18] эти пары раз-
рывных или пластических сдвигов и сбросов развиваются благо-
даря локальному коровому растяжению, цепочки расположенных
рядом дуплексов имеют характерную ломанную или ступенчатую
конфигурацию. Термин пулл-апарт (растянутый в стороны сдви-
го-раздвиг), или структуры присдвигового растяжения, был пред-
ложен Б. Берчфилом и Дж. Стюартом в 1966 г.
Отдельный вопрос вызывает модель формирования ком-
плексов пулл-апарт. Структуры присдвигового растяжения (оса-
дочные мульды) могут образовываться либо как «чистые» пулл-
апарты на изгибах крупных сдвигов, либо как впадины присдви-
гового проседания в зонах кулисного перекрытия сдвигов. По
всей видимости, на исследуемой территории геодинамические
события развивались по транстенсионному сценарию, приводя к
образованию системы кулисообразных пулл-апарт структур.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
283
Применение в настоящей работе приемов морфотектониче-
ского анализа, который заключается в поиске структурной упо-
рядоченности рельефа структурных поверхностей в той или иной
степени отражающей закономерности общего тектонического
строения осадочного чехла, в котором особое значение имеют
градиентные структуры, характеризующие степень контрастно-
сти изменения глубины погружения поверхности, а также анома-
лии общего структурного плана, позволило выявить малые лож-
бины проседания в рельефе угольного пласта l2
1. Результат выде-
ления градиентных структур (рис. 3, б) с характерный системой
перегибов изогипс (отличия фрагментации рельефа) в зоне сту-
пенчатой структуры свидетельствует о контрастности изменения
глубины погружения анализируемой поверхности. При этом, со-
четание обрамляющих и Y и T разрывов в условиях транстенсии,
по всей видимости, обеспечивает не только газопроницаемость
зоны (суфляроактивизация), но и водопроницаемость (гидроакти-
визация), поскольку цепочки газовых и водопроявлений трасси-
руют фрагменты разрывов.
Выявленная закономерность согласуется с теорией активи-
зации конвективных потоков в зонах растяжения, которые с точ-
ки зрения нарушения термомеханического равновесия характери-
зуются повышенной проницаемостью для диффузно-
фильтрационных глубинных подтоков водно-газовых флюидов и
газовых струй [19] и формированием термически аномальных об-
ластей. В частности, формирование термически аномальной об-
ласти к северу от г. Красноармейска (в т.ч. на участке исследова-
ния) на пересечении Мариупольско-Курского лениамента, зоны
разрывов Волноваха-Лозовая и поперечного глубинного разрыва
в зоне локального растяжения, где зафиксированы повышенные
тепловые потоки, отмечено в работах [17, 20].
Выводы. Впервые на площади шахты «Добропольская»
Красноармейского угледобывающего района Донбасса выявлены
закономерности пространственного положения зон тектониче-
ской нарушенности и реконструирован механизм их возникнове-
ния в связи с развитием в районе исследований зоны правосдви-
говых дислокаций, азимутальная ориентировка которой соответ-
ствует 270–280°, сформированной в обстановке сдвигового поля
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
284
напряжений (горизонтальное положение главной кинематической
плоскости сжатия – растяжения (σ1–σ3), положение оси промежу-
точных напряжений σ2 – вертикальна). Ось σ1 – ось укорочения
пространства вследствие горизонтального сдвига в горизонталь-
ной плоскости ориентирована по азимуту 160–170º (340–350º),
ось σ3 (ось удлинения) – 70–80º (250–260º). Разрывы с азимутом
простирания 300–310° и 12–28° группируются в системы «текто-
нополос» – сопряженных сколов Риделя и представлены синтети-
ческими правыми (R1) и антитетическими левыми (R2) сдвигами
соответственно. Установлено, что локализация зон гидро- и суф-
ляроактивизации приурочена к структурам присдвигового растя-
жения (малым впадинам проседания), которые образованы по ти-
пу пулл-апарт в условиях тектонического режима сдвига в обста-
новке правосторонней транстенсии. Структуры присдвигового
растяжения имеют в плане форму параллелограмма, в котором
границы диагональных ориентировок представлены косыми
сдвигами, а субмеридиональные границы – отрывами и сбросами.
Цепочки расположенных рядом дуплексов имеют характерную
ломанную или ступенчатую конфигурацию. Выявленная законо-
мерность согласуется с теорией активизации конвективных пото-
ков в зонах растяжения, которые характеризуются повышенной
проницаемостью для диффузно-фильтрационных глубинных под-
токов водно-газовых флюидов и газовых струй.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Короновский Н. В. Напряженное состояние земной коры
[Электронный ресурс] / Н. В. Короновский // Соровский Об-
разовательный Журнал, 1997. –– № 1. –– С. 50––56. –– Режим
доступа : http://www.vevivi.ru/best/Napryazhennoe-sostoyanie-
zemnoi-kory-ref212165.html.
2. Привалов В. О. Розвиток систем кліважу і малоамплітудної
тектоніки та їх вплив на викидонебезпечність вугільних плас-
тів у межах гірничого відведення шахти ім. О. Ф. Засядька /
В. О. Привалов, О. А. Панова, Р. Ф. Саксенхофер, Д. Рейшен-
бахер та ін. // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. –– До-
нецьк : УкрНДМІ НАНУ, 2012. –– № 11 –– С. 153––175.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
285
3. Bonneher F., Fairhurst C., Determination of the regional stress
field from «Doorstopper measurements». –– J. S. Afr. Inst. Metal,
1968, № 68 (12), July.
4. Марков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в
рудниках Хибинского массива. Л. : «Наука», 1977. –– 213 с.
5. Дьяченко Н. А. Гидродинамика затопления угольных шахт в
условиях деформационного режима сдвиговой зоны. /
Н. А. Дьяченко, Е. Н. Шевченко, В. Ф. Кучук // Наукові праці
УкрНДМІ НАН України. –– Донецьк : УкрНДМІ НАНУ,
2012. –– № 10 –– С. 192––218.
6. Приходченко В. Ф. Тектонический контроль суфляров метана
/ В. Ф. Приходченко, С. Ю. Приходченко // Геотехнічна меха-
ніка: Між від. зб. наук. праць. Ін-т Геотехнічної механіки
НАН України.––Дніпропетровськ, 2010. –– вип. 88. –– С. 54––
59.
7. Приходченко В. Ф. Генетические типы малоамплитудных ра-
зрывов поля шахты им. XXI съезда КПСС / В. Ф. Приходчен-
ко, С. С. Козлов, С. Т. Шлюпоченко, С. Ю. Приходченко //
Уголь Украины. –– 1992. –– № 2. –– С. 53––56.
8. Павлов И. О. Поля напряжений и особенности разрывной тек-
тоники шахтных полей Красноармейского района Донбасса /
И. О. Павлов, В. А. Кочемагин, Е. В. Сухинина // Наукові
праці УкрНДМІ НАН України. –– Донецьк : УкрНДМІ НА-
НУ. –– 2009. –– № 5 (Ч. II) –– С. 181––188.
9. Морозов Ю. А. Об «обратном» кинематическом эффекте при
надвигообразовании и его структурных и тектонических
следствиях. // Геология / Доклады Академии Наук, 2002. ––
т. 384. –– № 3. –– С. 368––371.
10. Привалов В. О. Тектонотермальна еволюція Донецкого ба-
сейну : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня доктора геол.
наук : спец. 04.00.16 «Геологія твердих горючих копалин» /
В. О. Привалов. –– Дніпропетровськ, 2005. –– 35 с.
11. Дьяченко Н. А. Тектоническое строение Западного Донбасса
в контексте сдвигообразования / Н. А. Дьяченко, В. А. Прива-
лов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. –– Донецьк :
УкрНДМІ НАНУ, 2009. –– № 5 (Ч. II) –– С. 67––91.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
286
12. Дьяченко Н. А. Малоамплитудная тектоника Петро-Донецкой
антиклинали (на примере ш. Луганская) / Н. А. Дьяченко,
В. А. Привалов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. ––
Донецьк : УкрНДМІ НАНУ, 2010. –– № 8 –– С. 163––175.
13. Tchalenko J. S. Similarities between shear-zones of different
magnitudes / J.S. Tchalenko // Geological Society of America :
Bulletin 81, 1970. –– Р. 1625––1640.
14. Sylvester A. G. Strike-slip faults / A. G. Sylvester // Bull. Geol.
Soc. Am, 1988. –– V. 100. –– P. 1666––1703.
15. Riedel W. Zur Mechanik Geologischer Brucherscheinungen /
W. Riedel // Zentral-blatt fur Mineralogie, Geologie und Paleon-
tologie, B, 1929. –– Р. 354––368.
16. Результаты определения величины и направления главных
напряжений в углепородном массиве пласта l1 шахты
им. А. Ф. Засядько методом локального разрыва / В. С. Кули-
нич, В. Г. Перепелица, И. А. Ефремов и др. // Геотехническая
механика : Межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украины.
–– Днепропетровск, 2003 –– Вып. 44. –– С. 156––164.
17. Привалов В. А. Вращение блоков и сценарий тектонической
эволюции Донецкого бассейна // Геологія і геохімія горючих
копалин. –– 1998. –– № 4. –– С. 142––158.
18. Новикова М. С. Пулл-апартовые бассейны. Механизм возни-
кновения и распространение / М. С. Новикова, В. А. Привалов
// Геолого-мінералогічний вісник, 2008 –– № 2 (20). –– С. 56––
59.
19. Занкевич Б. А. Тектоническая позиция зоны газовых факелов
северо-западной части Черного моря / Б. А. Занкевич,
Н. В. Шафранская // Геология и полезные ископаемые Миро-
вого океана. –– 2009. –– № 3. –– С. 35––54.
20. Привалов В. Розвиток процесів вуглефікації у Донбасі як по-
слідовність тектонічних і термальних подій / В. Привалов,
Р. Заксенгофер, К. Шпігель, О. Панова та ін. // Праці Науко-
вого товариства ім. Шевченка : Геол. Збірник (Львів). –– 2007.
–– Т. XIX. –– С. 164––174.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99548 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:55:23Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дьяченко, Н.А. 2016-04-30T09:15:35Z 2016-04-30T09:15:35Z 2014 Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 269-286. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99548 6223:551.24.052:553.94 + 622.83 У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичного оброблення структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень та особливості локалізації зон гідро- та суфляроактивізації у межах гірничого відводу шахти «Добропільська» Красноармійського вуглевидобувного району Донбасу. На основі реконструкції механізму виникнення зсувної тектоніки у зв'язку з розвитком у районі досліджень зони правозсувних дислокацій, встановлено, що локалізація зон гідро- та суфляроактивізації приурочена до структур призсувного розтягування (малих улоговин просідання), що утворені в умовах тектонічного режиму зсуву в обстановці правосторонньої транстенсії. The outcomes of statistical processing of structural-geological data related to the extension of faultings and peculiarities in localization of the zones of flowing of underground water and gas blowers within the territory of Dobropilska mine (Krasnoarmiisk coal mining district in Donbas) are considered and analyzed. On basis of rebuilding of the mechanism of strike-slip structures occurrence due to the development of right-hand dislocations in the survey area is determined that localization of the zones of flowing of underground water and gas blowers is confined to the structures of strike-slip tension (small subsidence troughs) that have formed in conditions of pull-apart tectonics in the environment of right-hand transtention. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации Investigations of Strike-Slip Tectonics and its Impact on Localization of the Zones of Flowing of Underground Water and Gas blowers Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации Дьяченко, Н.А. |
| title | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| title_alt | Investigations of Strike-Slip Tectonics and its Impact on Localization of the Zones of Flowing of Underground Water and Gas blowers |
| title_full | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| title_fullStr | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| title_full_unstemmed | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| title_short | Исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| title_sort | исследование процессов образования сдвиговой тектоники и ее влияния на локализацию зон гидро- и суфляроактивизации |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99548 |
| work_keys_str_mv | AT dʹâčenkona issledovanieprocessovobrazovaniâsdvigovoitektonikiieevliâniânalokalizaciûzongidroisuflâroaktivizacii AT dʹâčenkona investigationsofstrikesliptectonicsanditsimpactonlocalizationofthezonesofflowingofundergroundwaterandgasblowers |