Автор: Крисак О. С., Купенко В. И.
Источник: Збірник матеріалів V науково-технічної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених
(26–27 листопада). – Дніпропетровськ: НГУ, 2014. – С. 224–225
Среди результатов тектонического воздействия на угленосные толщи Донбасса необходимо особо выделять деформации, проявляющиеся в пределах отдельных литологических разностей. Нарушения этого типа формируются под влиянием местных (локальных) напряжений, возникающих вследствие складкообразования. Также при изучении генезиса жильной минерализации гидротермального типа возникает вопрос о путях циркуляции растворов. В практике детальному изучению подвергаются обычно только крупные чётко выделяющиеся структурные элементы, в то же время мелкие элементы структуры изучаются довольно слабо. В отдельных случаях эти структуры могут иметь существенное значение для циркуляции рудоносных растворов.
В 1969 г [1] Б. В. Смирнов анализирует системы развития межслоевых и внутрислоевых тектонических нарушений в угольных пластах Донбасса, где приводит аргументы различной зональности разломов связанных со складкообразованием.
Участок исследований, площадью 12 км2 располагается в Луганской области Перевальского района в 3 км южнее города Зоринска. Исследуемая площадь в структурном отношении находится в западной части Селезнёвской синклинали, вблизи её перехода в Бахмутскую котловину. Породы, выходящие на поверхность, относятся к свите С25 (каменская) среднекаменноугольных отложений. На участке развиты три разрывных нарушения типа чешуйчатых надвигов: надвиг Южный, спутник Южного надвига и апофиза Южного надвига. Простирание надвигов юго-западное согласное с простиранием пород. Плоскости сместителей падают к северу под углом 40–65о. Амплитуда надвигов изменяется от 10 м до 230 м. На глубину амплитуда надвигов уменьшается.
На участке исследований в большом количестве распространены кварцевые жилы, приуроченные к песчаникам. По условиям залегания жилы делятся на две группы:
1. Жилы связанные с трещинами межпластового расслоения. Иногда они разветвляются на более мелкие системы послойных субпараллельных прожилков. Характеризуются мощностью (от 0,5 до 8 см, в редких случаях до 15 см). По простиранию в основном выдержаны. Контакты с вмещающими породами чёткие, встречаются зеркала скольжения, сопровождающиеся зоной окварцевания.
В жилах кварц представлен двумя разновозрастными генерациями: ранний молочно-белый кварц формирует призальбандовые участки жил, поздний массивный серый кварц выполняет осевые части жил. Минеральный состав жил прост, сложенный на 96–99% кварцем, в переменном количестве встречается гематит, реже зёрна самородного серебра.
Самородное серебро детально изучено в ходе минераграфических исследований [2]. Оно представлено зёрнами от 0,01 до 0,05 мм неправильной или удлинённой формы.
2. Жилы, пересекающие пласты по нормали. Трещины этого вида на участке исследований представлены друзами. Имеют весьма выдержанный характер. Зальбанд друзы лимонитизирован, а также в некотором параллельном отдалении от друз развиваются прослойки и линзы гематита мощностью до 2 мм. В друзах кварц представлен двумя разновозрастными генерациями: 1. Длиннопризматические и короткопризматические кристаллы горного хрусталя, с преобладающим развитием граней призмы. 2. Ромбоэдрические кристаллы горного хрусталя и дымчатого кварца, с преобладающим развитием граней ромбоэдров. Как правило, их размер составляет от 0,5 до 7 см в редких случаях до 15 см. Минеральный состав друз сложен на 60–70% кварцем, 10–20% гематитом, 15% гётитом 5% лимонитом, менее 1% самородным серебром.
Используя методы теоретической и прикладной механики, учитывая усилия, возникающие в песчаниках под влиянием силы сжатия, нагрузки вышележащих толщи межпластового трения, можно определить величину и направление главных напряжений в любой точке сечения деформируемого слоя.
Построив главные направления напряжений, можно установить последовательность возникновения малоамплитудных нарушений и трещин в различных частях складок, с последующим определением механизма циркуляции по ним горячих растворов.
По направлению ориентировки оси сжатия развитой на участке исследований происходит образование системы надвигов. С постепенным увеличением амплитуды смещения висячего крыла по отношению лежачего происходит образование трещин связанных с межпластовым расслоением. По ним наблюдается развитие I этапа циркуляции горячих водных растворов, где происходит кристаллизация молочно-белого и серого кварца. При более сильных деформациях в крепких слоях песчаника при переходе от сводов антиклинали к гипсометрически пониженным частям складчатых элементов проявлена некоторая зональность распределения различных типов малоамплитудных разрывов и трещин. Так, вблизи кровли деформируемого слоя песчаника в верхней части крыла складки преобладают несогласные малоамплитудные сбросы, а в нижней части крыла – серия согласных параллельных микронадвигов. У почвы слоя вблизи ядра антиклинали образуются согласные надвиги, а вблизи области синклинального перегиба – несогласные малоамплитудные сбросы.
Развитие в области сводовой части антиклинальной складки малоамплитудных сбросов перпендикулярных напластованию, привело к образованию открытых трещин с микротрещиноватостью в их призальбандовой части. Далее, по трещинам происходит активизация II этапа (восходящей) циркуляции гидротермальных растворов. Привнос гидротермов в слои пород с пониженными температурными показателями и давлением ознаменуется первоначальным выпадением на стенках трещин (а также залечиванием микротрещин в призальбандовой части) окислов железа – гематита. В последующем происходит выпадение силикатной составляющей – горного хрусталя I генерации. При последующем быстром понижении температуры наблюдается выпадение горного хрусталя II генерации, а при более меньших температурах – кристаллизация дымчатого кварца.
Развитие на крыле складки серии микронадвигов приводит к образованию трещин закрытого типа. Здесь наблюдается выпадение из горячих водных растворов только окислов железа, по-видимому, после залечивания трещин гематитом в дальнейшем по ним не происходит циркуляция гидротермальных растворов силикатного состава.
Наличие гётита и лимонита в нормально секущих напластование трещин связан с гипергенным этапом развития, когда после эрозионного среза песчаник располагался в зоне выветривания. Лимонит образовался при окислении ранее образованного гематита.
При формировании складок поперечного изгиба в надвиговых структурах образуются трещины межпластового расслоения и трещины, пересекающие пласты по нормали. По ним впоследствии наблюдается движение гидротермальных растворов с выпадением из них жильных минералов и самородного серебра при динамическом понижении температуры кристаллизации.
1. Смирнов Б. В. Межслоевые и внутрислойные тектонические нарушения и способы их прогнозирования // Материалы по геологии
и разведке углей Донбасса – 1969. – С. 84–90.
2. Крисак О. С. Купенко В. И. Новое минералопроявление самородного серебра в Донбассе. Сучасна геологічна наука і практика в дослідженнях
студентів і молодих фахівці. Матеріали X Всеукраїнської науково-практичної конференції. Видавничий центр Криворізького національного
університету 2013. – С. 49–52.