Цель магистерской работы — исследование влияния тектонического строения на качество полезного ископаемого.
Идея работы — комплексное изучение основной системы трещиноватости месторождения известняков и ее совпадения с направлениями региональных полей напряжений.
Задачи:
Объект исследования — Восточно-Комсомольский участок Еленовского месторождения известняков и доломитов
Предмет исследования — тектонические процессы полезных ископаемых
Известняки имеют чрезвычайно широкую область применения. Главным образом, их используют в металлургической промышленности как флюсы. Внедрение новых технологических процессов в металлургии требуют повышения качества флюсового по химическому составу и механической прочности. Истощение запасов качественного сырья эксплуатируемых месторождений требует детального изучения тектонического строения района, а также определения характеристик тектонических полей напряжений для выявления их связи с распределением качественных показателей сырья.
Изучение геологических условий и детального тектонического строения месторождения известняков позволит обосновать связь тектонических полей напряжений с механизмами карстообразования в известняках, и их влияяние на качественные показатели сырья.
Данная научная работа имеет связь с Общегосударственной программой развития минерально-сырьевой базы Украины на период до 2030 года по разделу «Новейшие технологии и ресурсосберегающие технологии в енергетике, промышленности и агропромышленном комплексе». Она проводится по заданию ЧАО "ДФДК".
Сведений о зависимости изменений качественных характеристик известняков от тектонического строения месторождения, определении характеристик тектонических полей напряжений и их связи с карстовыми образованиями, в отечественной и мировой практике не выявлены.
В ДонНТУ сведений о разработке данных закономерностей распределения качества известняков, не выявлено.
В структурном отношении район Еленовского месторождения расположен на южном крыле Кальмиус - Торецкой котловины. Северное крыло котловины крутое, оно упирается в главную антиклиналь Донецкого кряжа, а южное более пологое крыло - в Приазовский кристаллический массив.
Положение района на стыке двух крупных структур привело к развитию сложной пликативнои и дизъюнктивной тектоники, что обусловило его строение близкую к блоковой. В районе выделяются 3 структурных этажа. Нижний этаж сложен сильно метаморфизованнимы сложно дислоцированными докембрийскими породами, средний - слабо метаморфизированнимы, собранными в складки отложениями девона и карбона; верхний - залегающий горизонтально, образованиями, кайнозоя. Субширотное простирания (280-290) Кальмиус - Торецкая котловины обусловило общее падение пород района на север-северо-восток и на север-северо-запад. Простираясь от п. Ольгинка на западе до с. Раздольное на востоке породы нижнего карбона и верхнего девона имеют общий уклон под углом 6-20. Моноклинально их залегания затруднено структурами пликативного характера более высокого порядка и сетью дизьюнктивных нарушений. С пликативних структур выделяются поперечные относительно простирания пород субмеридиональном Новотроицька и Александринского антиклинали, разделенных Докучаевской синклиналью. Крылья названных складок имеют углы падения 16-24, а своды разбиты рядом достаточно крупных дизъюнктивных нарушений, где падение пород достигает 45. Однако, главными тектоническими элементами района является не пликативни, а дизъюнктивные нарушения - сброса и взбросы, благодаря которым район характеризуется сложной блочной строением. В зависимости от пространственной ориентировки в районе выделяют 4 основные системы разломов: субширотное, северо-западную, субмеридиальну и северо-восточную.
Основная роль в структурной строении Оленевского месторождения принадлежит трем крупным сбросов субширотного простирания. В северной части месторождения прослеживается Северо-Волновахский сброс с амплитудой смещения до 50м. Падение сброса на юго-запад под углом 70-78. По этому нарушены нижне-турнейськие карбонатные породы сталкиваются с мергелями визейського яруса /CIve/, а известняки горизонтов с песчано-глинистыми сланцами горизонта CIvg.
С зоной дробления Северо-Волновахского сброса через все месторождение прослеживается Волновахский сброс. Плоскость сдвига пород падает на юго-запад под углом около 650, а амплитуда смещения достигает 100м. В зоне между Северо-Волновахский и Волновахского сбросами находятся участок «Балка Водяная», Центральная и частично Восточно-Комсомольская участка. Еще дальше к югу от Волновахского сброса почти параллельно ему проходит Юго-Волновахский сброс. Угол падения плоскости смещения пород колеблется от 35 до 70, направление падения южный, амплитуда смещения достигает 500м. Юго-Волновахский сброс сопровождается мощной зоной дробления и гидротермальной изменения пород. На всем протяжении сброса наблюдается полиметаллических минерализация, представленная пиритом, халькопиритом, сфалеритом и галенитом.
На Восточно-Комсомольском участке проходит ряд сбросов второго и третьего порядков, которые являются ответвлениями от основных нарушений. Амплитуда этих сбросов значительно меньше, чем основных. Углы падения сбрасывателей крутые - 60-75. Указанными сбросами участок разбита на 5 блоков с разным падением пластов по отдельным блокам. Породы в тектонических блоках смяты в пологие складки / углы крыльев от 1-3 до 20/. Складки обычно характеризуются небольшими размерами, и строение их довольно невыдержана. В целом для месторождения пликативни нарушения существенного значения не имеют, но на отдельных участках наличие складчатости затрудняет селективное отработки карбонатного сырья.
Установлено, что основные формы тектонического строения района были созданы в герцинскую стадию. В последующие же фазы имела место вторичная складчатость.
В результате отбора фактического материала были выполнены следующие замеры: - замеры зеркал скольжения с определением направления смещений на территории Восточно-Комсомольского участка; - замеры трещин и их ориентировка; - замеры жил и рудоносных образований.
В районе Восточно-Комсомольского участка Еленовского месторождения были произведены замеры зеркал скольжения с определением направлений смещений. Пункты наблюдений располагались как можно равномерно по участку.
При обработке материалов и интерпретации результатов использовались компьютерные программы, разработанные в ГИН РАН, ДонНТУ, Институте Физики Земли РАН и Московской Геологоразведочной Академии. Главным образом использовалась компьютерная программа GEOS. Реконструкции полей тектонических деформаций и напряжений выполнены в соответствии с методикой кинематического анализа трещинно-разрывных структур, разработанной О.И.Гущенко [5] , Мостриковым А., Васильевым Н.В и др.[2,4,10,11]. Исходные данные объединялись в группы по 20–30 и более разрывов в соответствии с размещением в пунктах наблюдения (пункты располагались как можно равномерно по шахтному полю) для реконструкции в них параметров поля. Затем по сглаженным данным рассчитывались значения параметров поля суммарных деформаций в каждом узле сетки по данным о зеркалах скольжения. Определялись ориентировки осей главных нормальных деформаций (E1, E2, E3,), их соотношения (коэффициент Лодэ-Надаи — Meps), а также относительная величина вертикальной составляющей эллипсоида деформаций (z-компонента).
Ориентировка осей полей деформаций позволяла оценить направление тектонических движений. Значения коэффициента Лодэ-Надаи давали возможность определить распределение участков сжатия и растяжения массива горных пород. Z-компонента эллипсоида деформаций характеризует относительные вертикальные движения. Следует отметить, что рассматривается только поле суммарных тектонических деформаций, т.е.подразумеваются только хрупкие деформации (рис.1) [7,8].
В результате исследования и обработки фактического материала были определены ориентировки осей главных нормальных деформаций (E1, E2, E3,), их соотношения (коэффициент Лодэ-Надаи — Meps), а также относительная величина вертикальной составляющей эллипсоида деформаций (z-компонента).
В результате проведенных исследований получены новые данные о характеристиках поля суммарных тектонических деформаций Восточно-Комсомольского участка.
В результате расчетов были получены значения коэффициента Лоде-Надаи (Meps) и вертикальной компоненты эллипсоида деформаций. После сопоставления которых, на исследуемом участке были выявлены зоны находящиеся в условиях растяжения и испытывающие воздымание дневной поверхности.
Участки, находящиеся в данных условиях одновременно, могут быть благоприятными для скопления рудных материалов.
При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2011 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.