Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины
У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичної обробки структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень в межах центральної частини Донецько-Макіївського району Донбасу з використанням гірничо-геометричного моделювання і оцінки орієнтувань простягання методом діапа...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99594 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 26-49. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859642579084115968 |
|---|---|
| author | Дьяченко, Н.А. |
| author_facet | Дьяченко, Н.А. |
| citation_txt | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 26-49. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичної обробки структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень в межах центральної частини Донецько-Макіївського району Донбасу з використанням гірничо-геометричного моделювання і оцінки орієнтувань простягання методом діапазонної фільтрації. Принципова відмінність цих досліджень полягає у виявленні основної регіональної правої зсувної зони північно-східного простягання, у контурі якої отримали розвиток ліві і праві зсуви, а посилення деформаційного режиму привело до утворення локальної структурної уривчастості.
The article describes the results of statistical processing and analysis of structure-geological data on the strike of fault traces within the central part of the Donetsk-Makeevka area of the Donets Coal Basin using mining-geometric modeling and estimation of strike orientations by range-filtering method. The fundamental distinction of this research is definition of the main regional right shear zone of the N-E strike in the outline of which left and right shears are developed and strengthening of deformation mode has resulted in the formation of local structure discontinuity.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:23:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
26
УДК 622.3:551.24.052:553.94
РЕГИОНАЛЬНАЯ ПРАВОСДВИГОВАЯ ЗОНА В
УГЛЕНОСНОЙ ТОЛЩЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ
ЮГО-ВОСТОЧНОГО КРЫЛА КАЛЬМИУС-
ТОРЕЦКОЙ КОТЛОВИНЫ
Дьяченко Н. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
У роботі розглянуті та проаналізовані результати стати-
стичної обробки структурно-геологічних даних про простягання
трас розривних порушень в межах центральної частини Донець-
ко-Макіївського району Донбасу з використанням гірничо-
геометричного моделювання і оцінки орієнтувань простягання
методом діапазонної фільтрації. Принципова відмінність цих
досліджень полягає у виявленні основної регіональної правої зсув-
ної зони північно-східного простягання, у контурі якої отримали
розвиток ліві і праві зсуви, а посилення деформаційного режиму
привело до утворення локальної структурної уривчастості.
The article describes the results of statistical processing and
analysis of structure-geological data on the strike of fault traces with-
in the central part of the Donetsk-Makeevka area of the Donets Coal
Basin using mining-geometric modeling and estimation of strike
orientations by range-filtering method. The fundamental distinction of
this research is definition of the main regional right shear zone of the
N-E strike in the outline of which left and right shears are developed
and strengthening of deformation mode has resulted in the formation
of local structure discontinuity.
Термин «сдвиговая тектоника» подразумевает сложный
комплекс типичных структурных форм, включающий структуры
сжатия (складки и надвиги), субвертикальные дизъюнктивные
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
27
структуры растяжения (сбросы и трещины отрыва T) и сдвига
(синтетические и антитетические сколы Риделя R1 и R2, вторич-
ные синтетические Р и Y-сколы), образованный в режиме сдвига-
ния, при котором имеет место сочетание горизонтального растя-
жения (σ3) и горизонтального сжатия (σ1). Такой классический
набор (рис. 1) формируется в режиме горизонтального сдвига
вдоль вертикальной плоскости [1 – 4].
Рис. 1. Принципиальные схемы формирования разрывов, от-
ражающие стадии деформации и структурную орга-
низацию в контуре правосдвиговой (а, г) и левосдви-
говой (б, в, д) зон по материалам работ [1 – 4]
Особенность развития сдвиговых зон, в которых тектониче-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
28
ские нарушения являются главными и наиболее контрастными
разделителями на всех уровнях (от микротрещин до разломов),
заключается в том, что именно к ним приурочены интенсивные
приповерхностные деформации.
Результаты натурных наблюдений в полевых условиях и
экспериментальных исследований [1 – 6] показывают, что, как
правило, сдвиговые дислокации в реальных геологических обста-
новках, сопровождаются не только горизонтальными смещения-
ми блоков земной коры, но имеют и вертикальную составляю-
щую. Последняя, обусловлена как региональным полем сдвиго-
вых напряжений, так и как локальными палеонапряжениями, воз-
никающими в окрестностях сдвигового разрыва, зависящими,
главным образом, от кинематики движений его крыльев. Внут-
ренняя структура сдвиговой зоны у большинства сдвигов подоб-
на и определяет специфичность «сдвигового структурного рисун-
ка». Современный тектонический анализ, тяготеющий к выявле-
нию блоковых горизонтальных перемещений и соответствующих
им структурно-тектонических конфигураций, в котором учиты-
ваются кинематические свойства сдвиговых зон (индикаторов
тектодинамических режимов деформаций), позволяет проследить
изменения геометрии зоны сдвига в результате приспособления к
конкретным динамическим условиям. В этой связи, выявление,
исследование и анализ сдвиговых дислокаций представляет собой
актуальную научную задачу, имеющую важное практическое
значение для геомеханики и горнопромышленной геологии.
В Донбассе особенность разрывных смещений изменять
свою геометрию по простиранию и по падению с присутствием
сдвиговой компоненты была подмечена П.К. Соболевским, кото-
рый занимался пространственно-геометрическими измерениями
на Голубовском и Троицком рудниках Донбасса. Разработанная
им в 1925 г. систематика разрывных смещений [7] была дополне-
на Г. Д. Ажгиреем [8], где автор учел сдвиговую компоненту на-
блюдаемых в природе дизъюнктивов. При этом Г. Д. Ажгирей
указал, что «глубоко погребенные сдвиги могут находиться в тех
местах, где на поверхности наблюдаются складки или сбросы»
вытянутые вдоль узкой зоны и расположенные кулисно.
Традиционно основные разрывы Донецко-Макеевского рай-
она (ДМР) Донбасса рассматриваются исключительно по морфо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
29
логическим признакам как сбросы и надвиги (частный случай
взбросов) [9, 10]. Основанием для таких выводов служит геомет-
рическое толкование наблюдаемой картины сдваивания слоеоб-
разующих поверхностей без учета вектора истинного перемеще-
ния по разрыву. В отсутствии реальных маркеров смещения (ре-
перов), «надвиг и сброс в плане представляют собой простой
сдвиг» [11]. Сложность выделения сдвиговой компоненты сме-
щения заключается в необходимости нахождения маркеров, по
которым диагностируется собственно горизонтальное смещение
на геологических картах и погоризонтных планах.
Расчеты векторов динамических амплитуд для ряда регио-
нальных разрывов Донбасса с использованием литолого-
фациальных реперов в смещенных крыльях дизъюнктивов, при-
веденные в работах А. К. Михалева [12, 13], О. А. Куща [14], по-
зволили выделить сдвиговую компоненту смещения. По данным
О. А. Куща [14], полученным на основании кинематического ана-
лиза разрывных нарушений ДМР, ось максимальных сжимающих
напряжений (σ1) имеет субмеридиональное простирание, ось мак-
симальных растягивающих напряжений (σ3) – субширотное, а ось
промежуточных напряжений (σ2) близка к вертикальной.
Расчет вектора истинного перемещения по разрывам ДМР в
работе В. А. Привалова [15], где в качестве маркеров по уголь-
ным пластам использовались контуры изозольности и линии
расщепления и выклинивания пластов, показал, что сдвиговая
(горизонтальная) компонента смещения преобладает над надви-
говой (вертикальной) для Французского, Первомайского, Италь-
янского, Мушкетовского и Калининского надвигов более чем на
30 %; контрастность «плитообразных в пространстве, полосовид-
ных в плане, выдержанных по простиранию объемных зон кон-
центрированного развития малоамплитудной тектоники сдвиго-
вого генезиса» – тектонополос на окружающем фоне определяет-
ся интенсивностью сдвиговых деформаций. При этом их про-
странственное положение связано с ориентировкой векторов
главных нормальных напряжений, ось максимальных сжимаю-
щих напряжений σ1 (занимает положение биссектрисы острых
углов 2θ = 52…78 º (среднее значение 60º) на пересечении со-
пряженных тектонополос [16, 17]. По данным о векторах смеще-
ния по основным разрывам района автором рассчитаны парамет-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
30
ры деформационного режима – положение ориентировок осей
главных нормальных напряжений: поле шх. им. М.И. Калинина:
ось сжатия (σ1) 115…125 º, ось растяжения (σ3) 25…35 º; поля
шахт им. газеты "Донбасс" и "Заперевальная": σ1 – 120…130 º,
σ3 – 30…40 º; поле шх. Глубокая: σ1 – 135…145 º, σ3 – 45…55º, ось
промежуточных напряжений (σ2) на всех участках – субверти-
кальна.
Измерение параметров главных компонент поля напряже-
ний методом локального гидроразрыва, расчет их величин и
оценка пространственной ориентировки (поле ш. Засядько, ДМР)
в исследованиях В. С. Кулинича и др. [18] показали, что ось мак-
симальных горизонтальных сжимающих напряжений (σ1) имеет
азимут простирания 180–190 º, максимальных горизонтальных
растягивающих напряжений σ3 – 90–100 º, ось промежуточных
напряжений σ2 – субвертикальна с отклонением к земной поверх-
ности от нормали в пределах 15 º. Величина максимальных гори-
зонтальных напряжений сжатия превышает давление вышележа-
щих пород в 1,6 – 2,1 раза. Расхождения в полученных количест-
венных значениях главных компонент поля напряжений на шах-
тах им. Скочинского, им. Поченкова, им. Гагарина не более
25 % и 6 ° по пространственной ориентации осевых ориентировок
[19]. И. О. Павловым произведена реконструкция палеотектони-
ческих полей напряжений и деформаций, выполнен анализ взаи-
моотношений сдвигов с другими элементами геологической
структуры [20]. На основании пространственного распределения
сдвиговых зон на площади района, выделены 2 сопряжённые зо-
ны сдвигов регионального структурного уровня: северо-
западную – субширотную (аз. пр. 270 – 300 ° – правые сдвиги) и
субмеридиональную (аз. пр. 320 – 350 °– левые сдвиги). Основ-
ная – зона правого сдвига, прослеживающаяся через весь район с
востока на запад по аз. 280 °. Тектонофизические реконструкции
полей напряжений и деформаций позволили автору выделить два
типа азимутальных ориентировок оси укорочения (σ1): 25 °, 320 °
и соответственно, два типа ортогональных к первым ориентиро-
вок оси удлинения (σ3): 300 – 305 °, 225 – 230 °.
Некоторые несовпадающие оценки полученных результатов
натурных измерений современного напряженного состояния мас-
сива горных пород, палео- и тектонофизических реконструкций
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
31
сдвиговых полей напряжений, послужили основой для проведе-
ния пространственной геометризации тектонических разрывов,
образованных в сдвиговом поле напряжений в пределах Донецко-
Макеевского углепромышленного района (ДМР) с целью уточне-
ния основных параметров деформационных полей и детализации
структурно-кинематической организации сдвиговых зон.
Для достижения поставленной цели автор применил методы
цифровой геологической картографии, горно-геометрического
моделирования, структурно-геологического анализа (диагности-
ческая геометрия парагенезов разрывных структур), статистиче-
ской обработки фактических данных о тектонической нарушен-
ности (оценка частоты встречаемости разрывов методом роз-
диаграмм и диапазонной фильтрации).
Территория экспериментальных исследований (рис. 2, а)
объединила горные отводы 13 шахтных полей (табл. 1) ДМР.
Таблица 1
Наиболее нарушенные угольные пласты в пределах горных отво-
дов шахт центральной части ДМР
№ Название шахт Угольные пласты К-во разрывов,
шт.
1 Донбасс h8 283
2 Заперевальная h10 97
3 Мушкетовская h8 171 4 Новомушкетовская h10
5 12-18 Правда h3 52
6 6 Красная звезда h10, h8 186
7 9 Капитальная h10 60
8 им. Калинина h10, h8, h7, k5, k5
1, k4
2в 152
9 им. Орджоникидзе k8, l3 111
10 Ганзовка l1
в
109 11 Ганзовка № 2 k7
12 Красногвардейская l4, l7 147
13 им. Засядько l1 206
ИТОГО 1574
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
32
Рис. 2. Тектоническая схема южной и центральной части
Донбасса с детализацией участка исследований –
фрагмент тектонической карты центральной части
ДМР (а) и детализация простирания малоамплитуд-
ных нарушений на розах-диаграммах в пределах
горных отводов шахт (в-м)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
33
Интенсивное развитие малоамплитудной тектонической на-
рушенности характерно для всего района. Малоамплитудные
разрывы морфологически представлены практически равноцен-
ным количеством надвигов (53 %) и сбросов (47 %) [21].
Дигитализация нарушений в единое цифровое геометриче-
ское пространство с сохранением фактического масштаба коор-
динатной сети по методике [22] для расчета частоты встречаемо-
сти азимутальных направлений (табл. 2) и визуализации модели
диапазонной фильтрации малоамплитудных разрывов (рис. 3, а)
произведена в результате совмещения планов горных работ наи-
более нарушенных стратиграфических горизонтов (табл. 1) в гор-
но-геометрическую модель тектонической нарушенности цен-
тральной части ДМР (рис. 3).
С целью установления геометрической выдержанности и
распределения максимумов простираний разрывных нарушений в
пределах территории исследования, автором использовался стан-
дартный частотный метод построения роз-диаграмм азимутов
простирания тектонических дислокаций (рис. 1, в-м).
Таблица 2
Встречаемость азимутальных направлений мало-
амплитудных нарушений
№ Азимут простира-
ния (от-до), град
Встре-
чаемость № Азимут простира-
ния (от-до), град
Встре-
чаемость
шт % шт %
1 180,1-190 (0,1-10) 38 2,4 10 270,1-280 (90,1-100) 178 11,3
2 190,1-200 (10,1-20) 35 2,2 11 280,1-290 (100,1-110) 175 11,1
3 200,1-210 (20,1-30) 57 3,6 12 290,1-300 (110,1-120) 110 7,0
4 210,1-220 (30,1-40) 79 5,0 13 300,1-310 (120,1-130) 69 4,4
5 220.1-230 (40,1-50) 137 8,7 14 310.1-320 (130,1-140) 47 3,0
6 230,1-240 (50,1-60) 73 4,6 15 320,1-330 (140,1-150) 125 8,1
7 240,1-250 (60,1-70) 84 5,3 16 330,1-340 (150,1-160) 50 3,2
8 250,1-260 (70,1-80) 62 3,9 17 340,1-350 (160,1-170) 55 3,5
9 260,1-270 (80,1-90) 146 9,3 18 350,1-360 (170,1-180) 54 3.4
*Примечание: 178 – максимальная встречаемость ориентировок
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
34
Рис. 3. Цифровая горно-геометрическая модель тектониче-
ской нарушенности центральной части ДМР; на
врезке а – модель диапазонной фильтрации малоам-
плитудных разрывов
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
35
Статистическая обработка имеющихся данных о простира-
нии 1574 трасс разрывных нарушений включала: расчет частоты
встречаемости, коэффициента вариации; расчет усредненного
вектора (для указанного диапазона) в процессе фильтрации дан-
ных значений азимутов простирания разрывов с заданным уров-
нем доверия 95 % и производилась с использованием демонстра-
ционной версии пакета программ "Roсk Works", предназначенно-
го для анализа и визуализации структурных данных.
Структурно-графоаналитический анализ материалов горно-
эксплуатационных данных о малоамплитудной тектонической
нарушенности, последующая оценка азимутальных ориентировок
дизъюнктивов методом диапазонной фильтрации (рис. 3, а) и де-
тальный анализ геометрической выдержанности распределения
ориентировок (рис. 4), позволили: выявить главные сдвиговые
зоны центральной части ДМР (рис. 5); восстановить модель раз-
вития правосторонней сдвиговой зоны диагонального простира-
ния (рис. 5, а) и определить направление подвижек по основным
крупноамплитудным разрывам в пределах исследуемой террито-
рии (рис. 5, б).
Основные выводы, проведенных автором исследований и
обобщений:
1. Малоамплитудные тектонические нарушения группиру-
ются в регулярно расположенные зоны субширотного и субмери-
дионального простираний [23], контролируемые орогидрографи-
ческой системой овражно-балочной сети.
2. Усредненная величина углов сопряжения разрывов ори-
ентировок 265 – 275 º (max встречаемости 270 – 275 º) – 320 º –
330 º (max встречаемости 320 – 325 º) и 280 – 290 º (max встре-
чаемости 280 – 285 º) – 340 º – 350 º (max встречаемости 345 –
350 º) составляет угол 2θ = 55 º – 60 º (ср. зн. 58 º).
3. Разрывы ориентировок 270 º ± 5 º (R1*), 285 º ± 5 º (R1) и
325 º ± 5 º (R2*), 345 º ± 5 º (R2) по направлению сдвигания и углу
сопряжения (2θ) соответствуют синтетическим правым и антите-
тическими левыми сколам Риделя соответственно, полученным в
процессе экспериментального моделирования в работах [1, 24] в
контуре правой сдвиговой зоны диагонального простирания.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
36
Рис. 4. Результаты анализа геометрической выдержанности
распределения ориентировок разрывных нарушений
в контуре региональной диагональной правой сдви-
говой зоны в центральной части ДМР: а, б – визуали-
зация парагенеза структур разрушения, сформиро-
ванных в поле σ1-σ3 (σ1: 297 ± 4 º, σ3: 27 ± 4 º), в, г –
визуализация парагенеза структур разрушения,
сформированных в поле σ1-σ3 (σ1: 315 ± 5 º, σ3:
45 ± 5); д, е – детализация ориентировок малоампли-
тудных разрывов на результирующей розе-
диаграмме
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
37
Рис. 5. Главная сдвиговая зона центральной части ДМР с
интерпретацией подвижек по основным разрывам
участка исследований. На врезке а – интерпретация
простираний малоамплитудных тектонических на-
рушений (синтетических, антитетических сдвигов,
трещин растяжения, складок и надвигов) на суммар-
ной розе-диаграмме; б – модель развития главной
диагональной сдвиговой зоны
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
38
Эксперименты [25, 26] показали, что наряду с R1-сколами
формируются R2-сколы, углы между которыми составляют
2θ = 50 – 70 º. Подобные углы определяют диапазон изменения
коэффициента внутреннего трения от 0.36 до 0.84 [4]. Выделен-
ные в ходе экспериментальных исследований R1 (R1*) и R2 (R2*)-
сколы составляют с простиранием зоны сдвига углы 15 – 30 ° и
80 – 85 ° соответственно. Сдвиги ориентировок R1: 285 º ± 5 º и
R2: 345 º ± 5 º превалируют в блоке, заключенном между Кали-
нинским надвигом и системой Провиданс.
Система сдвигов R1* и R2* отчетливо прослеживается на
всей территории исследований (см. рис. 4, а, б). Их образование
связано с развитием диагональной сдвиговой зоны северо-
восточного простирания. В центральной части ДМР простирание
зоны сдвига (Y) на розах-диаграммах (см. рис. 2) имеет весьма ус-
тойчивую ориентировку 245 ± 5 º (max встречаемости 240 - 245 º)
и составляет с R1*-сколами угол 15 – 25 °. Удовлетворительная
сходимость полученных данных с результатами эксперименталь-
ного моделирования (рис. 6, в) [26], натурных наблюдений [4] и
прогнозных расчетов [15, 16] обеспечивает обоснованность и
достоверность научных выводов.
Разрывы основной зоны смещения (Y) «разрезают» массив
горных пород на три отдельные зоны, центральная из которых
претерпела наибольшую активизацию в процессе сдвигообразо-
вания (см. рис. 4, 5). При этом северо-западная и юго-восточная
зоны представлены периферийными областями региональной
правой сдвиговой зоны северо-восточного простирания.
4. Система выделенных R1* и R2* – сколов образовалась в
условиях действия сдвигового поля напряжений (σ1*-σ3*), где ось
максимального сжатия (σ1*) – биссектриса острого угла между
сопряженными сдвигами представлена системой трещин отрыва
и сбросов Т* (аз. пр. 297 º ± 4 º). Вполне закономерную ориенти-
ровку получили разрывы, представленные надвигами (С*) и
складчатостью (F*) (аз. пр. 27 º ± 4 º), сформированные перпен-
дикулярно к оси сокращения (σ1*: 297 º ± 4 º) и параллельные оси
удлинения (σ3*: 27 º ± 4 º).
Весь процесс формирования сдвиговой зоны условно разде-
ляется на две стадии.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
39
Рис. 6. Фрагмент геологической карты района исследований,
дополненный результатами экспериментального мо-
делирования Клооса [24] (а), Сильвестра [1] (б), Бор-
някова [26] (в), иллюстрирующий аналогию экспе-
риментального моделирования сдвиговой зоны с
фактическими геологическими данными на участке
детализации
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
40
В первой, пликативной стадии на поверхности вдоль оси
сдвига появляются складки. Простирания осей складок в преде-
лах анализируемой территории составляют с простиранием сдви-
говой зоны угол 37 °. В модельных условиях и натурных наблю-
дениях [1 – 3, 16, 25, 26] эта величина диагностируется равной
35 – 50 °. Разрывы с азимутом простирания 315 º ± 5 º (Т) и
45 º ± 5 º (С) занимают положение биссектрис острого и тупого
угла между синтетическими правыми R1-сколами (285 º ± 5 º) и
антитетическими левыми R2,-сколами (345 º ± 5 º) соответственно
[27 – 29].
Совместный анализ полученных результатов геометризации
(см. рис. 4, б, г) и схемы формирования разрывов растяжения
(трещины отрыва Т) и сжатия (взбросы, надвиги – С) в моделях
нагружения в виде простого сдвига Клооса [24] (см. рис. 6, а) по-
зволил выявить сходимость результатов экспериментального мо-
делирования сдвиговой зоны с фактическими геологическими
данными в ориентировке Калининского и Первомайского надви-
гов и образовании системы трещин растяжения.
5. Зоны вторичных синтетических Р*-сколов, являясь зер-
кально противоположными R1*-сколам относительно основной
зоны сдвигания Y, имеют устойчивую ориентировку 40º ± 5º (max
встречаемости 40–45º), возникшие как естественные границы
торможения движений по разрывам основной зоны сдвигания Y,
наиболее интенсивно проявились на участках, примыкающих к
Калининскому и Первомайскому надвигам (см. рис. 4–6).
6. Развитие правой сдвиговой зоны северо-восточного про-
стирания (аз. пр. 245 º ± 5 º), обусловившей пусковой механизм в
образовании сдвигов R1*, R2*, Y, P*, трещин растяжения и сбро-
сов Т*, надвигов С* и складок F* при усилении деформационно-
го режима в центральной части зоны в блоке, ограниченном с се-
веро-запада Калининским, с востока – Софиевским надвигами, с
юга системой Провиданс, привело к возникновению локального
поля напряжений в контуре сдвиговой зоны.
Данным положением объясняется эффект Z-образного пре-
ломления в изменении ориентировок основных нарушений в пре-
делах центральной части сдвиговой зоны и ее периферийных
граничных участков (см. рис. 5, б). При этом, для граничных уча-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
41
стков деформируемой полосы вследствие краевого эффекта, при
увеличении размеров полосы в направлении оси сдвига, роль и
влияние нормальных сдвиговых напряжений σ1*-σ3* на осевую
зону уменьшается. Сдвигообразование привело к потере устой-
чивости локального объема горных пород, заключенного в цен-
тральной части региональной сдвиговой зоны, находящегося в
поле внешних и внутренних напряжений. Внутри региональной
диагональной зоны сдвига фон динамических деформаций был
значительно выше, чем в периферийных зонах. При сдвиговом
деформировании фундамента в верхних слоях формируются сис-
темы сдвиговых нарушений. Разделяющие этот слой на отдель-
ные блоки, положение сдвига – субвертикально и ориентировано
по отношению к напряжению сжатия под углом порядка 30 º. Ес-
ли концентрированное проявление разрывов имеет одно направ-
ление, то формируются субпараллельные блоки, двух направле-
ний – «паркетная» система блоков. Связанные сдвиговой зоной
структуры сжатия (западные Ветковская, Чайкинская и восточ-
ные Калиновская и Ясиновско-Ждановская полиморфные флек-
суры и падающие навстречу друг другу Калининский и Перво-
майский надвиги), приводят к постоянному увеличению длины
сдвига. Когда величина перенапряжений достигла критического
уровня теоретической прочности, произошло возникновение еди-
ной сплошной зоны дробления вдоль поверхностей сдвигов (R1*
и R2*) с разрушением «зажатого» объема на отдельные части.
Подобная обстановка деформирования приводит к тому, что
ранее образовавшиеся трещины будут постепенно переходить в
менее активное состояние из-за увеличивающихся на их бортах
сил трения. Система трещин, мало отклоняющихся от оси сдви-
гания, практически не испытывает разворота в процессе дефор-
мирования, оставаясь в одном и том же положении и поэтому бу-
дет постоянно находиться в активном состоянии. Трещины фор-
мировались в несколько этапов, обусловленных инверсионными
подъемами разной интенсивности. В результате сформировалась
сложная система разноориентированных трещин, в которой тре-
щины каждой последующей генерации пересекают более ранние
и усложняют их морфологию.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
42
7. Следует отметить, что R1-сколы доминируют в структу-
рообразовании и формируют сегменты магистрального сместите-
ля, в контуре которого структуры правого сдвига R1* занимают
положение вторичного синтетического сдвига рпр, наследуя на-
правление смещения основного разрыва R1. По аналогии R2*-
сколы занимают положение сколов r1
л левосторонней кинемати-
ки. В процессе развития зоны сдвигов R1 и R2 получают дополни-
тельное развитие в виде синтетических сдвигов рл и r1
пр, которые
наследуют направление движения основного разрыва (см.
рис. 1 г, рис. 5 а), продуцируя развитие локальных самостоятель-
ных сдвиговых зон в контуре правой и левой зон сдвигания.
На геологическом разрезе такой разрыв выглядит как надвиг
на глубине и как листрический сброс вблизи поверхности. А эф-
фект структурной прерывистости [4] приводит к увеличению
проницаемости и уменьшению размеров блока с характерным
приростом деформации и эффектом вращения в первоначально
образованных структурах Риделя. Прогрессирующий сдвиг лока-
лизует новые группы в соседней, более деформируемой зоне,
приводя к расширению зоны сдвига в уже нарушенном массиве
(рис. 7).
Рис. 7. Схема этапов (а-в) формирования блочного массива с
эффектом структурной прерывистости
В классическом контексте новые разрывы фокусируются
близко друг от друга, создавая сети, связанные зонами эшелони-
рованных сдвигов, особенно проявленных в пористых породах –
песчаниках и известняках.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
43
8. Учитывая минимизацию угла между азимутальными ори-
ентировками разрывов С*, Р и С в результате эффекта вращения
блочного массива горных пород, основные разрывы района при-
обрели сдвиговую компоненту и интерпретируются как взбросо-
сдвиги. По данным геологической документации обнажений
(рис. 8) зона нарушенных пород Французского надвига (взбросо-
сдвига), изображенная на разрезах и гипсометрических планах в
виде линии, представляет собой объемное тело с множеством
дискретных сместителей и микроскладок. Плотность нарушений
в зоне разрыва достигает 3-7 разрывов на 10 метров документи-
рованного интервала [30]. При стратиграфической амплитуде
Французского разрыва 250 – 300 м натурные наблюдения в гор-
ных выработках (горный отводы шахт им. Горького и 13-бис) по-
казали наличие субгоризонтальных штрихов скольжения по
плоскостям отдельных дизъюнктивов, входящих в систему нару-
шения.
Рис. 8. Зарисовка фрагмента выхода зоны Французского
взбросо-сдвига в районе между 1 и 2 городскими
прудами (г. Донецк)
Это указывает на активизацию структуры регионального
разрыва в режиме сдвиговых дислокаций и согласуется с трак-
товкой этого регионального нарушения как правого взбросо-
сдвига [15]. Будучи заложенным как гравитационно-сбросовая
форма на границе ранней-поздней перми [15, 17], на заключи-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
44
тельных этапах герцинского тектонического цикла (поздняя
пермь – ранний триас) Французский разрыв испытал реверсив-
ную активизацию и на участке исследования трансформировался
во взбросо-сдвиг [15]. Генерация сдвиговой компоненты смеще-
ния связана с вовлечением регионального разрыва в систему пра-
восдвигового пояса дислокаций северо-восточного простирания
(аз. пр. 245 º ± 5 º), диагонально пересекающего основную склад-
чатость ДМР, который возник как реакция на «правое кручение
Донбасского мегаблока во время альпийского тектонического
цикла» [31].
9. Характерная особенность сдвиговых нарушений – смена
азимутов падения сместителя по простиранию, т.е. один и тот же
разрыв на разных участках проявляется в виде сброса и взброса
(надвига) – «шарнирное» искривление сместителей (рис. 9) –
Центральный надвиг (ш. им. Калинина).
Рис. 9. Схема образования шарнирного разрыва – сдвига
10. Направление сдвигания вдоль синтетических сдвигов R1,
P, Y – того же направления, что и в разломе фундамента, а вдоль
антитетических сдвигов R2 – противоположное. Выделенные син-
тетические и антитетические сдвиги, группируются в системы
сопряженных тектонополос, которые придают участку характер-
ные для сдвиговых зон геометрические очертания параллело-
граммовидных тектонических блоков с величиной острого угла
2θ = 58 º. В объемных зонах «тектонополос» сконцентрированы
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
45
различные морфологические типы малоамплитудных нарушений,
чье простирание не всегда совпадает с ориентировкой последних.
При этом, их пространственное положение в центральной части
ДМР в пределах различных блоков, границами которых являются
крупные региональные надвиги, связано с ориентацией векторов
главных нормальных напряжений: ось сжатия σ1: 295…320 º, ось
растяжения σ3: 25…50 º, σ2 – субвертикальна. Зоны тектонополос
развиваются синхронно и согласовано, и являются составными
частями единой динамической системы, имеют ломаную плано-
вую конфигурацию. Примечательно, что трещины растяжения Т
(рис.4 г) практически отсутствуют на современном этапе дефор-
мации, что может свидетельствовать о тенденции перехода
транстенсильного режима развития сдвиговой зоны в транспрес-
сионный.
Представленные автором результаты графоаналитического
анализа парагенеза тектонических разрывов по материалам
структурно-геологического картирования, имеют принципиаль-
ное отличие от ранее проведенных исследований [15, 20, 31], ко-
торое заключается в установлении в угленосной толще централь-
ной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины
(Донецко-Макеевский район) региональной правосдвиговой зоны
(азимут простирания 65 ± 5 º), в контуре которой нарушения,
ориентированные по азимуту 265 – 275 º, 280 – 290 º и 320 – 330 º,
340 – 350 º, группируются в системы сопряженных «тектонопо-
лос» синтетических правых и антитетических левых сдвигов со-
ответственно; параметры тектонического поля напряжений – σ1:
295…320 º, σ3: 25…50 º, σ2– субвертикальна.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Sylvester A. G. Strike-slip faults / A. G. Sylvester // Bull. Geol.
Soc. Am, 1988. – V. 100. – P. 1666-1703.
2. Tchalenko J. S. Similarities between shear-zones of different
magnitudes / J.S. Tchalenko // Geological Society of America:
Bulletin 81, 1970. – Р. 1625–1640.
3. Riedel W. Zur Mechanik Geologischer Brucherscheinungen /
W. Riedel // Zentral-blatt fur Mineralogie, Geologie und Paleon-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
46
tologie, B, 1929. – Р. 354 – 368.
4. Katza Y. Geometry and kinematic evolution of Riedel shear struc-
tures, Capitol Reef National Park, Utah / Y. Katza, R. Weinber-
gerb, A. Aydinc // Journal of Structural Geology, 26, 2004. –
Р. 491 – 501.
5. 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.
6. Талицкий В. Г. Физическое моделирование надвиговых
структур / В. Г. Талицкий, Н. В. Короновский // Геодинамика
и нефтегазоносность осадочных бассейнов СССР: [Текст] / сб.
науч. тр. Всесоюз. науч.-исслед. геол.-развед. нефт. ин-т. –
М.: ВНИГНИ, 1991. – 235 с.
7. Сапфиров Г.Н. Структурная геология и геологическое карти-
рование: [учеб. для геол-развед. спец.] / Г.Н. Сапфиров. - [3-е
изд.]. – М.: Недра, 1982. – 246 с.
8. Ажгирей Г. Д. Структурная геология: [учеб. для геол-развед.
спец.] / Г.Д. Ажгирей. – М.: МГУ, 1966. –347 с.
9. Нагорный Ю. Н. Особенности геологического развития До-
нецкого бассейна / Ю. Н. Нагорный, В. Н. Нагорный // Гео-
тектоника, 1976. – № 1. – С. 74 – 85.
10. Слободянюк В. И., Стовас Г. М. О структуре и свойствах уг-
лей в зонах малоамплитудных нарушений / В. И. Слободя-
нюк, Г. М. Стовас // Уголь Украины, 1987. – № 6. – С.33- 34.
11. 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.
12. Михалев А. К. О горизонтальной составляющей амплитуды
Каменского надвига в Донбассе / А. К. Михалев // Геол.
журн. – 1988. – № 1. – С. 127 - 129.
13. Михалев А. К. О сбросах в покровных отложениях Красноар-
мейского района Донбасса / А. К. Михалев // Геол. журн. –
1978. – № 2. – С. 57 – 72.
14. Кущ О. А. Разрывная тектоника и прогноз нарушенности юго-
западного Донбасса: автореф. дис. на соискание наук, степе-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
47
ни. канд. геол.– мин. наук: спец. 04.00.16 „Геология твердых
горючих ископаемых”/ О. А. Кущ. – Днепропетровск, 1987. –
16 с.
15. Привалов В. А. Закономерности распространения и эволюции
тектонической нарушенности в Донецко-Макеевском районе
Донбасса / В. А. Привалов // Изв. высш. уч. зав.: Геология и
разведка. – 1990. – № 3. – С. 46 - 55.
16. Привалов В. А. Закономерности развития малоамплитудной
тектонической нарушенности угольных пластов и ее прогно-
зирование (на примере Донецко-Макеевского района Донбас-
са): автореф. дис. на соискание наук, степени. канд. геол. –
мин. наук: спец. 04.00.16 „Геология твердых горючих иско-
паемых”/ В. А. Привалов. – Ленинград: ВСЕГЕИ. – 1987. –
23 с.
17. Привалов В. А. О прогнозе тектоногазодинамической обста-
новки угольного пласта / В. А. Привалов // Изв. высш. уч.
зав.: Геология и разведка. – 1985. – № 11.– С. 49-55.
18. Результаты определения величины и направления главных
напряжений в углепородном массиве пласта l1 шахты им. А.
Ф. Засядько методом локального разрыва / В. С. Кулинич
, В. Г. Перепелица, И. А. Ефремов и др., // Геотехническая
механика: Межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украи-
ны. – Днепропетровск, 2003 – Вып. 44. – С. 156 - 164.
19. Закономерность изменения газовой проницаемости горных
пород при переходе их из равно компонентного объемного
напряженного состояния в разнокомпонентное / В. Г. Перепе-
лица, В. С. Кулинич, Г. А. Шевелев, В. В. Лукинов // Геотех-
ническая механика: Межвед. сб. научн. Трудов / ИГТМ НАН
Украины. – Днепропетровск, 2005 – Вып. 61. – С. 12-17.
20. Павлов І. О. Зсуви і зсувні зони у геологічній структурі До-
нецько-Макіївського району Донбасу: автор.діс. на здобуття
наук, степені канд. геол. наук: 04.00.16 „Геологія твердих го-
рючих копалин” / О. І. Павлов. – Дніпропетровськ: Нац. гірн.
ун-т. – 2004. – 19 с.
21. Приходченко В. Ф. Малоамплитудная тектоника угленосной
формации Донбасса / В. Ф. Приходченко, С. Ю. Приходчен-
ко // Науковий вісник / НГА України. – Днепропетровск: РИК
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
48
НГА Украины, 1999.–№ 2.– С.40-43.
22. Дьяченко Н. А. Анализ тектонической нарушенности во
Львовско-Волынском бассейне с использованием геоинфор-
мационных технологий / Н. А. Дьяченко, Е. А. Панова,
В. А. Привалов // Геоінформатика, № 4. – 2007. – С. 62 – 68.
23. Привалова Н. А. О регулярном расположении тектонополос в
угленосной толще Донбасса / Н. А. Привалова, В. И. Таранец,
В. А. Привалов // Сб. “Геология, поиски и разведка месторо-
ждений полезных ископаемых Восточной Сибири” / ИПИ. –
Иркутск: ИПИ, 1990. – С. 26.
24. Cloos E. Experimental analysis of fracture patterns / E. Cloos //
Bull. Geol. Soc. Amer., 1955.– V. 66. – № 3. – P. 231 - 256.
25. Tchalenko I. S. The evolution of kink-bands and the development
of compression textures in sheared clays / I. S. Tchalenko // Tec-
tonophysics, 1968. – V. 6, –№ 2. – P. 159 - 174.
26. Борняков С. А Тектонофизический анализ процесса формиро-
вания трансформной зоны в упруговязкой модели / С. А Бор-
няков // Проблемы разломной тектоники.– Новосибирск: СО
Наука, 1981. – C. 26 - 44
27. Kiselev N. N. Spatial differentiation of tectonic activity of region-
al and linear structures taking into account continuous interaction
of endogenic and exogenic processes/ N. N. Kiselev, N.A. D'ya-
chenko // 5 International Scientific Conference Modern manage-
ment of min producing, geology and environmental protection.
SGEM 2005. – Bulgaria: SGEM Sofia. – 2005. – Р. 541 - 548.
28. Дьяченко Н. А. Блочная делимость и современные геодина-
мические процессы в Донецко-Макеевском районе Донбас-
са / Н. А. Дьяченко, Н. А. Дуброва// Сб.науч.тр. НГУ Украи-
ны,– Днепропетровск: РИК НГУ Украины, – 2005. – № 23. – С.
110-120.
29. Результаты морфоструктурного анализа рельефа земной по-
верхности и современные деформационные процессы на уча-
стке Французского надвига / Н. А. Дьяченко, Н. Н. Киселев, Е. А.
Панова, В. А. Привалов // Горная геология, геомеханика и
маркшейдерия: Материалы Международной научно-
технической конференции, посвященной 75-летию УкрНИ-
МИ НАН Украины”. – Донецк: Изд. УкрНИМИ НАНУ,
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
49
2004. – С. 79-85.
30. Дьяченко Н. А. Структуры Риделя в сдвиговой тектонике До-
нецкого и Львовско-Волынского каменноугольных бассей-
нов / Н. А. Дьяченко, В. А. Привалов // Геология і геохімія
горючих копалин – 2008. – № 4. – С. 21-36.
31. Привалов В. А. Тектоническая природа выбросоопасности в
Донбассе / В. А. Привалов // Уголь Украины. – 2003. – № 3. –
С. 33-37.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99594 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:23:25Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дьяченко, Н.А. 2016-04-30T18:27:45Z 2016-04-30T18:27:45Z 2010 Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины / Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 26-49. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99594 622.3:551.24.052:553.94 У роботі розглянуті та проаналізовані результати статистичної обробки структурно-геологічних даних про простягання трас розривних порушень в межах центральної частини Донецько-Макіївського району Донбасу з використанням гірничо-геометричного моделювання і оцінки орієнтувань простягання методом діапазонної фільтрації. Принципова відмінність цих досліджень полягає у виявленні основної регіональної правої зсувної зони північно-східного простягання, у контурі якої отримали розвиток ліві і праві зсуви, а посилення деформаційного режиму привело до утворення локальної структурної уривчастості. The article describes the results of statistical processing and analysis of structure-geological data on the strike of fault traces within the central part of the Donetsk-Makeevka area of the Donets Coal Basin using mining-geometric modeling and estimation of strike orientations by range-filtering method. The fundamental distinction of this research is definition of the main regional right shear zone of the N-E strike in the outline of which left and right shears are developed and strengthening of deformation mode has resulted in the formation of local structure discontinuity. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины Article published earlier |
| spellingShingle | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины Дьяченко, Н.А. |
| title | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины |
| title_full | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины |
| title_fullStr | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины |
| title_full_unstemmed | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины |
| title_short | Региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла Кальмиус-Торецкой котловины |
| title_sort | региональная правосдвиговая зона в угленосной толще центральной части юго-восточного крыла кальмиус-торецкой котловины |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99594 |
| work_keys_str_mv | AT dʹâčenkona regionalʹnaâpravosdvigovaâzonavuglenosnoitolŝecentralʹnoičastiûgovostočnogokrylakalʹmiustoreckoikotloviny |