Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геологическое описание Петропавловского угленосного района

07.04.2020

Район сложен мощным комплексом осадочных образований девонского, каменноугольного, пермского, триасово-юрского, палеогенового, неогенового и четвертичного возраста, лежащих на породах докембрийского кристаллического фундамента (рис. 160, 161).

Породы докембрийского возраста в районе изучены весьма слабо. Они представлены выветрелыми биотитовыми гнейсами, гранитами, гранодиоритами и кварцитами. Выходы их расположены в 10—25 км к югу от границы района.

Девонские (?) отложения, вскрытые в южной части района небольшим числом скважин, представлены маломощной (до 5—8 м) толщей серых крупнозернистых аркозовых песчаников, глинистыми известняками и монтмориллонитовыми глинами. Возраст их спорный. По литологическому сходству некоторые геологи сопоставляют их с породами верхнего девона (D3с, по схеме А.П. Ротая). Д.Е. Айзенверг эти отложения относит к турнейским, что, по-видимому, ближе к истине.

Каменноугольные отложения района сложены всеми свитами нижнего и среднего отделов; породы верхнего карбона были вскрыты единственной скважиной на Мечебиловском куполе, за северной границей района. Суммарная вскрытая в районе мощность каменноугольных отложений составляет 2700—3000 м.


Породы каменноугольного возраста на всей площади района перекрыты более молодыми отложениями. Последние в южной части района представлены палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными породами суммарной мощностью 60—115 м. В центральной и северной частях района появляются пермские и триасово-юрские осадочные образования, в связи с чем суммарная мощность покровных отложений постепенно увеличивается, достигая 740 м у северной границы площади.

Разрез нижнекаменноугольных отложений, особенно в южной части района, изучен достаточно подробно. До последнего времени для детального расчленения и синонимизации пластов терригенной толщи нижнего карбона существовало несколько различных местных схем, получивших распространение в отдельных частях района. Сопоставление этих схем дано в табл. 9. В дальнейшем во всех случаях синонимика дается по унифицированной схеме, принятой совещанием геологов разведочных организаций и Днепропетровского горного института в 1957 г.

Нижний карбон в пределах Петропавловского района представлен почти полным разрезом, охватывающим турнейский, визейский и намюрский ярусы. По литологическому составу осадки четко разделяются на две толщи: нижнюю — карбонатную и верхнюю — терригенную.

Карбонатная толща включает весь турнейский ярус и нижнюю часть визейского, соответствующую зонам С1va—C1ve. По схеме А.П. Ротая она выделяется в виде одной свиты C1(A). Мощность карбонатной толщи меняется от 66 м на западе до 108 м на востоке района, продолжая увеличиваться в этом Же направлении. Толща сложена плотными перекристаллизованными известняками, доломитизированными известняками и доломитами, изредка чередующимися с маломощными пачками мергелистых слоев.

Терригенная толща нижнего карбона охватывает отложения верхнего визе и намюра. Ее мощность увеличивается с запада на восток от 1230 дб 1670 м. Терригенная толща расчленяется на четыре свиты: C12(В), C13(С), C14(D), C15(E). Данные о мощности свит и их литологическом составе приводятся в табл. 134.
Геологическое описание Петропавловского угленосного района

Свита C12(B) — подугленосная — имеет мощность 300—350 м. Осадки свиты C12 многофациальны; для них характерно преобладание мелко- и тонкообломочного материала. Маркирующими являются известняки В3, B4, B6, В7, B9 и В10. В разрезе свиты впервые появляются прослои углей, из которых некоторые достигают рабочей мощности на небольших площадях.

Свита C13(C) — угленосная (или самарская) — по литологическим особенностям разреза отчетливо делится на две подовиты: нижнюю и верхнюю.

Нижняя подсвита, лежащая в интервале известняков C1—C5, характеризуется очень мелкой цикличностью, преобладающим развитием болотных осадков. Последние фиксируются множеством стигмариевых слоев («кучерявчиков»), угольных прослоев и пластов углей общим числом до 60. В описываемой части овиты заключены почти все рабочие пласты нижнего карбона, почему она иногда называется «собственно угленосной». Литологический состав подсвиты характеризуется резким преобладанием алевролитов и аргиллитов, которые вместе составляют около 70% разреза.

Опорными маркирующими горизонтами, кроме макроскопически хорошо опознаваемых известняков C1 и C5, являются два горизонта аргиллитов с остатками морской фауны, один йз которых залегает в кровле угольного пласта с61, второй — в кровле пласта с7. Средняя мощность нижней подсвиты составляет около 400 м.

Верхняя подсвита (C5—D1) характеризуется значительным влиянием открытого моря, о чем свидетельствует преобладание в разрезе фаций заливов и открытого моря при почти полном отсутствии углей. Средняя суммарная мощность ее 70—80 м. Мощности нижней и верхней подсвит увеличиваются с запада на восток.

Свита C14(D) отличается от нижележащей свиты C13 более ярко выраженным морским характером осадков. Количество пластов известняков в центральной части района достигает 10—12; мощность от 0,6 до 4,5 м; число нерабочих угольных прослоев 5—6. Появление в средней части разреза свиты угольных прослоев свидетельствует о начавшемся восходящем движении, приведшем к резкому обмелению нижненамюрского моря. В верхней части свиты на востоке района выпадает незначительная по мощности (порядка 30—40 м) толща пород (D14—D15). В западном направлении перерыв в осадконакопленни становится более продолжительным. Нижняя половина свиты содержит маркирующие горизонты известняков D1, D12н, D12в. Верхней границей свиты служит широко прослеживающийся известняк E1. Мощность свиты изменяется от 230 м на западе до 360 м на востоке района.

Свита C15 характеризуется мощными слоями аргиллитов и алевролитов; подчиненное положение занимают мелко- и среднезернистые песчаники. Свита содержит до 8—10 горизонтов известняков, как правило, без примесей терригенного материала, и до шести угольных прослоев нерабочей мощности. Мощность свиты близ с. Вознесенки (юго-восточная часть района) составляет 275 м, в западном направлении она уменьшается до 210 м.

Отложения среднего карбона изучены недостаточно. Они слагают центральную и северную части района, где вскрыты рядом поисково-разведочных скважин. Среднекарбоновые отложения согласно и без заметных перерывов перекрывают нижележащий намюрский комплекс осадков. Они представлены мощными пачками разнообразных по зернистости, крепости и составу цемента песчаников, а также алевролитами и аргиллитами с подчиненными им прослоями углей и известняков. Вскрытый в районе разрез среднего карбона включает все семь его свит (свита C27 вскрыта только частично). Мощность вскрытой части среднего карбона достигает 1500 м (табл. 135).

К пермским отложениям отнесена толща пестроцветных пород, сложенная голубовато-серыми и красными глинами и темно-зелеными и красноватыми мелко- и крупнозернистыми рыхлыми песчаниками. Мощность отложений возрастает от 10 м на юге до 44 м на северо-востоке. Эти отложения последовательно перекрывают выходы всех свит среднего карбона, а местами также намюр. Возраст рассматриваемой толщи спорный: одни исследователи склонны относить их к нижней перми, другие — к верхней.

К отложениям триаса отнесена континентальная толща пестроокрашенных глин и светло-серых песчаников с конкрециями сростковидных известняков, в основании которой отмечается конгломерат. Мощность отложений изменяется от долей метра в южной части района до 150 ж в северной и северо-западной.

Юрские отложения широко развиты в центральной и северной частях района: они с угловым несогласием перекрывают пестроцветные породы триаса. В основании толщи залегают сероцветные континентальные отложения новорайской свиты I11+2, с довольно часто встречающимися слоями бурого угля мощностью 0,3—1,2 м. Новорайскую свиту перекрывают преимущественно глинистые осадки морского происхождения тоарского и ааленского ярусов. В основании тоарского яруса прослеживается горизонт монтмориллонитовых глин мощностью до 25 м. Разрез венчают отложения байоса. Мощность юрских отложений колеблется в широких пределах от нескольких метров на юге до 430 м на северо-западе района.

Отложения палеогена и неогена развиты повсеместно; их суммарная мощность достигает 45—80 м.

Отложения среднего и верхнего палеогена трансгрессивно перекрывают подстилающие породы и представлены морскими и континентальными песками бучакского яруса, песками и голубовато-серыми мергелями и мергелистыми глинами киевского яруса, кварцево-глауконитовыми, мелко- и тонкозернистыми глинистыми песками харьковского яруса, а также белыми кварцевыми тонко- и мелкозернистыми песками полтавской свиты. Мощность палеогеновых отложений составляет в среднем 60 м.

Отложения неогена — преимущественно мелкозернистые, светлосерые пески и зеленовато-серые глины сарматского яруса мощностью до 20, м.

Четвертичные образования развиты в виде сплошного покрова мощностью 15—35 м. Представлены они лёссовидными суглинками, красно-бурыми песчаными глинами, а в долинах рек — аллювиальными отложениями — песками, реже песчаными глинами.

Геоструктурный облик района определяется приуроченностью каменноугольных отложений к северо-восточному склону Украинского кристаллического массива. Благодаря большому объему произведенных разведочных работ и обобщающим исследованиям основные черты тектоники района выяснены достаточно полно. Каменноугольные отложения имеют северо-западное простирание в пределах распространения нижнекарбоновых осадков и субширотное — в пределах распространения осадков среднего карбона. Углы падения пород от 2 до 5° (см. рис. 161). Главным типом тектонических нарушений в районе являются сбросы. Развитие их происходило в условиях растяжения земной коры, что привело к формированию тектонической структуры блокового типа (грабенов и горстов). В сруктурном плане района четко выражены три крупных блока.

Павлоградский грабен является крупным элементом юго-западной части района. Он почти прямолинейно простирается по азимуту СЗ 345° между Центральным и Павлоградско-Вязовским сбросами. Максимальная амплитуда смещения крыльев достигает 350 м; падение сместителей встречное. В пределах грабена отмечено большое количество разрывных нарушений второго порядка с амплитудами до 50 м. Ширина грабена 8—11 км, протяженность только в пределах района 15—20 км.

Самарский горст расположен в юго-западной части района между Павлоградско-Вязовским и Богдановским сбросами, падающими друг от друга под углом 50°, при амплитуде до 350 м. Горст разведан буровыми скважинами по простиранию на 50 км; ширина его достигает 6—7 км в северной части и 13—15 км — в южной. В центральной части он разбит рядом продольных нарушений: Южно-Терновским, Хуторским и другими сбросами.

Центральный грабен имеет размеры свыше 100 км по простиранию и до 20 км по падению. Это наиболее опущенная часть района с максимальной мощностью отложений мезо-кайнозоя. Центральный грабен ограничен Шевченковским и Богдановским сбросами, имеющими в основном близкие к северному простирания и амплитуды соответственно 250 и 350 м; падение сместителей встречное. Суженная южная часть грабена была, очевидно, узлом наибольших тектонических напряжений, разрядка которых произошла за счет образования сложной сети средних и мелких сбросов, сопрягающихся между собой под различными углами. На площади Центрального грабена размещается большое количество разведанных участков.

К Центральному грабену с востока примыкает система блоков: Петропавловский, Быковский и Парамоновский, образованных крупными ступенчатыми сбросами (разломами) северо-западного направления — Шевченковским, Петропавловским и Межевским, падающими на юго-запад под углом 50—60°. Восточная граница района проходит вдоль регионального Межевского сброса, к востоку от которого располагается крупный Парамоновский (Славянский) горст, отделяющий западные районы с присущими им структурами растяжения (сбросами) от Кальмиус-Торецкой котловины с характерными для нее структурами сжатия (надвигами).

Приблизительно вдоль северной границы района моноклиналь северо-восточного склона Украинского кристаллического массива сочленяется с южным бортом Днепровско-Донецкой впадины по линии Михайловско-Юрьевского разлома. Последний прослежен в виде дуги от с. Юрьевки в направлении к с. Александровне; в пределах соседнего Красноармейского угленосного района он, по-видимому, соединяется с Криворожско-Павловским разломом.

На площади Петропавловского угленосного района к Михайловско-Юрьевскому разлому примыкают почти все основные тектонические нарушения (Шевченковский, Петропавловский, Межевской и др.), придавая району глыбовое строение с общим погружением отдельных блоков на восток. Михайловско-Юрьевским разломом разорваны породы второго структурного этажа, принадлежащие свитам C21, C22 и частично C23 среднего карбона; амплитуда смещения достигает 200—300 м. На глубину амплитуда смещения пород по этому разлому, вероятно, возрастает, достигая предположительно по породам нижнего структурного этажа (девон ?, породы докембрия) 1000 м и более.

Общее количество сравнительно крупных нарушений, выявленных буровыми скважинами на современной стадии изученности района, достигает 80. При рассмотрении тектонической схемы района четко определяются три положения:

а) разрывные нарушения по площади района распределяются неравномерно;

б) количество мелких тектонических блоков убывает в северном направлении по мере увеличения мощности палеозойских и мезозойских образований;

в) в крайней северо-восточной части района появляются нарушения типа надвига.

Складчатые формы дислокаций наблюдаются на отдельных, наиболее интенсивно нарушенных участках и проявляются в виде волнистого залегания пород, местами переходят в мелкую пологую складчатость. Оси складок совпадают с направлением главных разломов; падение крыльев 3—5°, в отдельных случаях 7—8°. По простиранию складки достигают сотен и даже тысяч метров. Образование их связано с формированием разрывных нарушений.

История формирования тектонической структуры района представляется в следующем виде. В предверхненамюрское время район испытывал положительные движения, которые сопровождались регрессией намюрского моря и эрозией отложений. Завершение формирования глыбовой тектоники района происходит, по-видимому, в одну из последних герцинских орогенических фаз. Послегерцинские орогенические движения в районе проявились слабо, они носили постумный характер, и поэтому существенных изменений в облик ранее сформировавшихся построений не внесли. Приведенные выше данные свидетельствуют о сложном, хотя и однотипном (блоковом), строении Петропавловского угленосного района. Необходимо иметь в виду, что разведка буровыми скважинами не позволяет выявить полностью все нарушения, особенно крутопадающие сбросы. В условиях весьма пологого падения эти сбросы будут на отдельных участках очень осложнять ведение горных работ.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: