НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 528. 88:553.94/96
ТРАНСХРОННЫЕ ТИПЫ КОСМОФОТОСТРУКТУР УГОЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ
© 2005 г. Н.Н. Погребнов1, В.В. Трощенко1
На космофотоснимках выделяются структуры, которые проявляются в угленосной толще в виде аномальных зон состава и строения угольных залежей и вмещающих пород, геотермических и геохимических аномалий. Эти структуры в большинстве случаев имеют длительную историю развития с периодами активизации и периодами покоя. Разработана типизация этих структур на основе соотношения времени образования, периодов активизации. Наборы дешифровочных признаков зависят от истории и интенсивности их развития и проявления в современном ландшафте.
Космофотогеологические объекты (КФГО), выделяемые при дешифрировании материалов дистанционного зондирования (МДЗ) угольных бассейнов по комплексу дешифровочных признаков и находящие разнообразное отражение в составе и структуре угленосных толщ, пород фундамента и более молодых покровных отложений, называются космофотоструктурами (КФСТ) [5]. В настоящее время название "космофотострукту-ры" несколько устарело, т.к. данные объекты проявляются на МДЗ, получаемых не только в оптическом диапазоне и не только фотографическим способом, однако до появления более приемлемого термина остается в силе.
Дешифровочными признаками космофото-структур являются характерные комбинации ландшафтных признаков, которые отражаются в фототоне и рисунке изображения [1, 5-7]. Помимо обычных для аэрофотоснимков площадных и линейных объектов, соответствующих различным классам геологических тел, литологических комплексов, складчатых и разрывных структур, на космоснимках выделяются космофотолинеамен-ты (КФЛ) - сплошные или прерывистые спрямленные или дугообразные элементы фотоизображения различной протяженности. Встречаются также кольцеобразные образования или структуры кольцевого типа (СКТ) - более или менее правильные окружности или овалы различного диаметра, различимые на фоне комбинаций элементов ландшафта природного и антропогенного происхождения [5, 7, 8]. Характерной особенностью этих структур является то, что, как правило, они выделяются не по какому-либо одному де-шифровочному признаку, например, уступу в
1 Южный научный центр РАН, г. Ростов-на-Дону.
рельефе, береговой линии, границе областей с различным фототоном изображения и т.п., а по характерной линейно-вытянутой группировке разнородных элементов изображения, формирующих полосы более или менее значительной ширины. Существенные различия между КФЛ и СКТ отсутствуют, линеаменты могут трактоваться как сегменты кольцевых структур большого диаметра (вплоть до дуг большого круга геоида). В угленосной толще и других литолого-страти-графических комплексах КФСТ проявляются как тектонические структуры (разрывные нарушения, глубинные разломы, пликативные структуры), так и аномальные зоны состава и строения угольных залежей и угленосных отложений (ли-тоструктуры, геодинамические зоны, зоны повышенной трещиноватости, границы литологических комплексов) [6]. С этими структурами связаны геотермические и геохимические аномалии, участки аномальных скоростей современных движений, зоны флюидизации и т.п. [9, 10].
Изучение состава и строения угленосных отложений в зонах КФСТ, проведенное на ключевых участках Донецкого бассейна, позволило выявить особенности проявления этих структур в геологическом разрезе, которые дали основание выделить некоторые из них как особые типы КФСТ -трансхронные, т.е. развивающиеся на протяжении нескольких этапов формирования осадочного чехла.
Проявление КФСТ в угленосной толще изучалось на примере участков, расположенных в различных структурных условиях Донецкого бассейна - на платформенном склоне (Западно-Милле-ровский участок), в зоне крупных линейных складок в хорошо изученной части (Гуковский участок, шахтоуправление "Мирное") и слабоизучен-
ной восточной части Донбасса (Восточно-Садкин-ский участок).
На территории Западно-Миллеровского участка по материалам первичной документации 223 скважин установлено, что признаки повышенной трещиноватости пород приурочены в большинстве случаев к отдешифрированным КФЛ, линеа-ментным зонам и узлам их пересечения. Расщепление угольного пласта к2, выклинивание линз песчаников, пачек ряда известняков, угольного пласта к.7 отмечены в точках пересечения профилей скважин с Волошинской, Соколовско-Журавской, Козинской, Верхне-Таловской, Деркульской, Херсонской и другими линеаментными зонами. Распределение мощности угольного пласта к2 и известняка Къ также контролируется зонами от-дешифрированных КФЛ. Часть выделенных КФЛ прослеживается по аномальным значениям содержания малых элементов золы угля пласта к2 (повышенным содержанием Мп, Ва и 7л, пониженным - Си и Ъх\).
В зоне Волошинского КФЛ в почвенном воздухе отмечена повышенная в несколько раз концентрация газов (радона, углекислого газа и метана) по сравнению с фоновыми концентрациями. Изучение современного рельефа в зонах КФЛ показало, что их развитие и активность на современном геологическом этапе влияют на ориентировку как крупных форм, так и отдельных элементов земной поверхности.
На Гуковском ключевом участке в открытой части Донбасса на космических снимках выделена Гуковская СКТ [8]. Она расположена в Гуково-Зверевском геолого-промышленном районе, освоенном угольной промышленностью. Дешифрируется она на квантованном отпечатке по фототону в виде дуги, подчеркивающей с востока и юго-востока ее кольцевую форму, а также по концентрической ориентировке эрозионно-ба-лочной сети высоких порядков, участков повышенной увлажненности и уступов в рельефе. Гуковская СКТ выражена в рельефе как поднятие концентрической формы, осложняющее восточную часть возвышенности Донецкого кряжа. В каменноугольном комплексе пород эта СКТ выражена слабо - это небольшие изгибы в плане Главной антиклинали Донбасса, Первой Волчан-ской и Плешаковской антиклиналей, расщепления и изменения мощности отдельных угольных пластов, разрывные нарушения, причем линии расщеплений конформны очертаниям кольцевой структуры; в геотермическом поле Гуковская СКТ выражена концентрической формой изотермы +45° на срезе 1500 м. Отражение Гуковской СКТ в современном рельефе и литологии различных стратиграфических уровней свидетельствует о длительном ее развитии, которое продолжается
и в настоящее время. Подавляющее большинство расщеплений угольных пластов происходит от центра к периферии структуры. Это указывает на более высокие темпы погружения по периферии по сравнению с центральной частью структуры и его конседиментационный характер.
В пределах Шахтинско-Несветаевской синклинали роль отдешифрированных структур в процессе накопления органической массы выражается в структурном контроле зон расщепления угольных пластов. В среднем 46% протяженности линий расщепления пластов в интервале 4 ~~ контролируется положением КФГО.
На Восточно-Садкинском участке отдешифри-рованы региональные КФСТ: Кундрюченский КФЛ, Кундрюченская и Керчикская СКТ, к которым приурочены геотермические аномалии и аномалии неотектонических движений. С Кунд-рюченским КФЛ связаны аномальные эманации радона и торона, повышенное содержание углекислого газа и метана в почвенном воздухе. К ли-неаментам приурочены участки воздымания оси Должанско-Сулино-Садкинской синклинали, размыв пласта т8, выпадение из разреза пласта т7. Во всех случаях отсутствие или размыв пласта контролируется КФЛ в основном северо-восточ-ного простирания. В покровных мел-палеогеновых отложениях к зонам КФЛ приурочено выклинивание, изменение мощности и расщепление пластов бурого угля, глины, песка, глинистого песка (рис. 1,2).
Таким образом, КФЛ, выраженные в современном рельефе, проявляются как в геофизических полях, так и в литологии различных стратиграфических интервалов. Особенно четко это прослеживается в палеогеновых породах, частично - в меловых и каменноугольных, что позволяет рассматривать КФЛ как зоны долгоживущих скрытых разломов [11]. Фактические данные указывают на несомненную связь по крайней мере значительной части КФСТ с элементами внутреннего строения угленосных толщ, подстилающих и перекрывающих их геологических образований, а также современных ландшафтов.
Многообразие проявлений КФСТ обусловлено единой причиной их возникновения - наследованным развитием долгоживущих разломов (глубинных структур), контролирующих во времени и пространстве не только локализацию угленосных формаций, но и их внутреннее строение - изменчивость и распределение по площади многих параметров угленосных толщ в целом и отдельных пластов, в том числе и угольных залежей [2, 5, 6, 8].
Выявленные особенности проявления КФСТ в составе и строении угленосных и перекрывающих отложений, закономерная приуроченность к ним
Ориентировка трещиноватости по массовым замерам в обнажениях
А - ориентировка разрывных нарушений; Б - ориентировка КФЛ В - ориентировка простирания систем КФЛ
Схема строения угольных пластов в зонах КФЛ
1-уголь;
2-углистый аргиллит;
3-зоны КФЛ
И' 12_р ЕЭ' 05 И6 ЕЗ7 ЕЗ* И9
Рис. 1. Космофотоструктуры и их проявление в осадочной толще (участок Восточно-Садкинский, Восточный Донбасс): 1 - локальные КФСТ; 2 - региональные КФСТ; 3 - разрывные нарушения, установленные геолого-физическими методами; 4 - линеаментная зона; 5 - участки КФСТ, выраженные в современном рельефе; 6 - СКТ; 7 - КФЛ, соответствующие над-разломным зонам (подтвержденные газовой и эманационной съемкой); 8 - КФЛ, соответствующие разломам фундамента с нарушением сплошности земной коры, установленные методом ГСЗ; 9 - КФЛ, соответствующие разломам фундамента, выраженные разрывом в угленосной толще; 10 - пункты массовых замеров трещиноватости в обнажениях; 11 - участки лито-логических профилей, на которых установлено резкое изменение состава и строения: а) покровных отложений, б) угленосной толщи; 12 - буровые скважины; 13 - выходы известняков
таких явлений, как сингенетические и постдиаге-нетические осложнения и аномалии в угленосной толще, характер их проявления в современном ландшафте угольных бассейнов позволяют рассматривать их как долгоживущие структуры [4].
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.