Геологическое описание Алмазно-Марьевского угленосного района

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геологическое описание Алмазно-Марьевского угленосного района

09.04.2020

По геологическому строению Алмазно-Марьевский угленосный район разделен на две части: северную — Марьевский подрайон и южную — Алмазный подрайон. В Марьевском подрайоне развиты каменноугольные, триасовые, верхнемеловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные отложения, а в Алмазном только каменноугольные и четвертичные (рис. 204).

Каменноугольные отложения района относятся к среднему (свиты C23—C27) и верхнему (свиты C31—С33) отделам. С отложениями среднего отдела карбона связана основная угленосность района; верхний отдел промышленной угленосности не имеет.

Свита C23 (максимовская) выходит на поверхность вдоль Марьевского надвига в районе сел Ореховки и Бежановки, а также южнее Алмазного надвига у с. Головиновки и г. Коммунарска. Нижний известняк свиты H1 в районе отсутствует. В интервале от пласта g3 до известняка H2 развиты мощные «головиновские» песчаники. Основными устойчивыми маркирующими горизонтами свиты в районе являются: известняк H2, двухпачечный известняк H4 и комплекс — известняк H5 — уголь пласта h7, известняк H50. Характерен также песчаник H50SH61 («першинский»), достигающий мощности 90 м. В южной части района «першинский» песчаник разделяется на две пачки группой пластов углей h8, h81 и h82. Свита включает от 17 до 20 угольных пластов, из которых рабочей мощности достигают восемь. Вследствие малой мощности и плохой выдержанности горные работы на пластах этой свиты широкого развития не получили. Мощность свиты, как и всей толщи среднего карбона, возрастает с северо-запада на юго-восток и составляет 425 м у с. Орехово и 565 м у г. Коммунарска. Литологический состав свиты: алевритовые сланцы — 46%, песчаники — 36%, глинистые сланцы — 16 %, известняки — 1,1%, угли — 0,9 %.

Свита C24 (белокалитвенская) обнажается в тех же пунктах, что и свита C23. Промышленного значения она не имеет, так как в ней только один пласт i3 достигает местами рабочей мощности. Свита характеризуется отсутствием грубозернистых песчаников. Основными маркирующими известняками являются: I1, I2, I3, I4. Мощность свиты возрастает от 215 м у с. Орехово до 275 м у с. Бежановки.

Свита C25 (каменская) вместе с вышележащими свитами C26 и C27 образует главную промышленную угленосную толщу, на углях которой и развивалась угольная промышленность района. Эти три свиты вскрыты многочисленными горными выработками и весьма хорошо изучены. Мощность свиты C25 изменяется от 305 м на севере района на участке шахты 1—2 «Горской» до 455 ж на юге вблизи шахты 2 «Замковской». В разрезе ее значительным развитием пользуются песчаники, среди которых преобладают мелко- и среднезернистые разности; на отдельных участках (Мирнодолннский Южный) развиты грубозернистые песчаники, переходящие в конгломератовидные. Наиболее характерны мощные пачки песчаников, заключенные между известняками K1 и К2 («та'бачковые»), над углем k2 («лисьи»), над углем k5 и над известняком K8 («рубежный»). Нарастание песчанистого материала в свите C25 происходит с северо-запада на юго-восток. Основными маркирующими горизонтами свиты являются известняк K1 с «табачковым» песчаником, известняк К2, группа сближенных пластов угля «Бералей» (k3н, k3в, k31) с известняком K4, известняки K5, K6, К7 и пара сближенных известняков K8 и К9 с мощными вышележащими песчаниками. Свита содержит от 17 до 24 угольных пластов, из которых разрабатываются 10. Свита состоит из алевритовых сланцев (41%), песчаников (39%), сланцев глинистых (15%), известняков (3,6%) и углей (1,4%). Свита хорошо освещена горными работами, скважинами до глубины 1300 м и прекрасно охарактеризована палеонтологически.

Свита C26 («алмазная») разведана до глубины 1000—1200 м; мощность ее изменяется от 195 м на севере района на участке Мирнодолинском Южном до 330 м на юге вблизи ст. Ломоватка. Отложения свиты хорошо обнажаются. Протягиваясь с северо-запада на юго-восток, она рельефно вырисовывает геологическое строение района. Для нее характерно непостоянство литологического состава как на различных участках района, так и в различных геологических структурах: содержание песчаников в разрезе 23—42%, сланцев глинистых 18—34%, сланцев алевритовых 25—33,8%, известняков 3,1—4,7% и углей 2,5%. Устойчивыми маркирующими известняками являются L1, L5 и L7. Свита содержит до 20 угольных пластов, из которых рабочими являются девять. Вследствие того, что рабочие пласты свиты имеют самые большие мощности в районе, свита характеризуется и наибольшим коэффициентом рабочей, или промышленной, угленосности (1,8%).

Свита C27 (горловская) на основной площади района хорошо обнажена и только в северо-восточной части местами прикрыта более молодыми отложениями мезо-кайнозоя. Общая мощность ее изменяется от 290 м на севере вблизи с. Мирная Долина до 585 м на юге у ст. Ломоватка. Свита характеризуется наличием мощных известняков (до 8—10 м), имеющих часто двухпачечное строение — M2, М4, М5, М7, и преобладанием сланцев глинистых и алевритовых в нижней части свиты (M1—M7) и песчаников в верхней части (M7—N1). Главными маркирующими горизонтами свиты являются известняки M1, M2, M3, M4, M5, зеленовато-серый комковатого сложения мощный известняк M6 и известняки M8 и M10. В отложениях юрловской свиты известно 16 угольных пластов, из которых рабочую мощность имеют только семь. Рабочие пласты углей широко разрабатываются; разведанность свиты высокая.

В разрезе свиты развиты песчаники (14—28%), сланцы глинистые (29—35%) и сланцы алевритовые (36—47%); удельный вес известняков достигает 5, а местами даже 14,2% (участок Чехировский); суммарная мощность угольных пластов составляет около 1 % общей мощности отложений свиты.

Верхний карбон развит в западной части Алмазно-Марьевского района, выполняя Калиновскую и Голубовско-Марьевскую синклинали. Осадки верхнего отдела карбона представлены здесь свитами C31, C32 и C33.

Свита C31 (исаевская) очень хорошо обнажается в Калиновской синклинали и в меньшей мере в Голубовско-Марьевской; на значительных же площадях она перекрыта осадками палеогена. Угли, заключенные в этой свите, промышленного значения не имеют: из содержащихся в ней 13 пластов ни один неизвестен в рабочем виде, хотя на южном крыле Калиновской синклинали (от с. Степановки до ст. Алмазная) сохранились следы разработок пласта n2 мелкими крестьянскими шурфами. Лучшим маркирующим горизонтом свиты является известняк N1 мощностью 2—10 м, с характерными черными кремнями и обилием фауны; отчетливо прослеживаются также известняк N2 с прослоем угля n11 и известняки N3, N31 и N4. Литологически разрез свиты представлен породами, не отличающимися существенно от пород других свит среднего карбона. Мощность свиты изменяется от 660 м на севере до 900 м на юге у с. Екатериновки.

Свита C32 (авиловская) хорошо обнажается в пределах Калиновской синклинали (лучшие разрезы по берегам р. Лугани) и хуже в Голубовско-Марьевской. Основными маркирующими горизонтами свиты являются известняки O1, O2 с углистым слоем o1 и O3, O4, O5 и O6. Литологически разрез ее отличается от разреза свиты C31 значительно большим развитием песчаников, часто крупно- и грубозернистых, и пестроцветов. Всего в свите отмечено до 14 прослоев и пластов углей, большинство из которых имеет незначительные мощности. На отдельных участках рабочей мощности достигают пласты O21, O3 и O33. Пласт o21 разрабатывался на южном крыле и в замковой части Калиновской синклинали у с. Калиново и ст. Владимировна. Свита C32 у с. Калиново достигает мощности 910 м.

Свита C33 (араукаритовая) является верхней свитой донецкого карбона. Отложения ее граничат с отложениями нижней перми Бах-мутской котловины. Обнажения свиты наблюдаются во всех левых притоках р. Лугани вблизи сел Троицкого, Калиново и Луганского. В песчаниках часто встречаются обломки стволов Dodaxylon amodoketise Zal. или, как их называют, араукаритов. В нижней части разреза преобладает серая окраска глинистых и песчано-глинистых пород. К этой части приурочены устойчивые известняки P1, P2, P3, P4 с богатой фауной фораминифер и брахиопод. Для верхней части разреза свиты типичны светло-серые микрозернистые известняки P5, P6, P7 и P8 с угнетенным комплексом фауны. Здесь заметно увеличивается количество пестроцветных аргиллитов и алевролитов. Свита содержит до девяти прослоев углей мощностью до 0,2 м. Эти угли представляют собой самые поздние проявления угленакопления в разрезе Донецкого бассейна. Один из этих слоев (р4) разрабатывался кустарными шахтами в Калиновской синклинали. Мощность свиты в районе 750—900 м.

Триасовые отложения залегают на дислоцированных размытых осадках среднего и верхнего карбона; они также дислоцированы, в значительной степени размыты и перекрываются несогласно залегающими верхнемеловыми и кайнозойскими осадками. Отложения триаса развиты в районе только к северу от Марьевского надвига; выходы их прослеживаются на Матросако-Тошковском куполе по балке Kpyтенькой, в долине р. Нижне-Беленькой и по ее правым притокам и в балке Светличной; небольшие по площади выходы имеются на Петро-Донецком куполе вблизи ст. Сифонная. Представлены они толщей континентальных осадков: пестроцветных глин и серо-зеленых или белых сахаровидных известковистых песчаников, очень слабо сцементированных; часто встречается прослой (1—1,5 м) сростковидного известняка. Фаунистически отложения триаса на площади описываемого района не охарактеризованы и определяются как нижне-среднетриасовые по аналогии с западными районами Донбасса. Мощность их изменяется от нескольких метров до 230 м; максимальные мощности приурочены к лежачему крылу Северодонецкого надвига.

Верхнемеловые отложения залегают трансгрессивно на триасовых и каменноугольных и широко развиты в северо-восточной части района за линией Марьевского надвига. Мощность их изменяется от 200 до 520 м, причем максимальные мощности осадков приурочены к площади наибольшего погружения карбона в лежачем крыле Северодонецкого надвига, у северной границы района. Разрез отложений верхнего отдела мела представлен сеноманским (1,5—2 м), туронским и коньякским (20—125 м), сантонским (40—100 м), кампанским (70—80 м) и маастрихтским (60 м) ярусами. Наиболее полный разрез наблюдается в естественных обнажениях по балке Водяной, где от верховьев балки до устья (с. Нижнее) прослеживаются отложения всех ярусов. Литологически верхнемеловые отложения представлены песчаными мергелями и писчим белым мелом с черными кремнями, ракушечником и галечником (турон и коньяк), серо-зелеными мергелистыми глинами и глинистыми мергелями (сантон), чистым белым мелом и мертелями, пригодными для обжига цемента (кампан), и песчаным мертелем (Маастрихт). Маломощный горизонт сеномана в основании верхнего мела содержит железистый фосфоритовый конгломерат.

Палеогеновые и неогеновые отложения широко распространены в северной половине района и залегают на размытых поверхностях карбона, триаса и верхнего мела. Большее распространение имеют отложения палеогена и меньшее неогена. Палеоген представлен отложениями бучакского, киевского, харьковского ярусов и отложениями полтавской свиты, верхняя часть которой относится к Ng1. Общая мощность отложений в районе изменяется от 60 до 80 м. Литологически осадки палеогена представлены мергелями, песчаниками, алевролитами (иногда опоковидными) и песками, а осадки неогена — песками различной окраски с галькой и конгломератом.

Четвертичные отложения имеют широкое развитие в виде лёссовидных суглинков на водоразделах, делювия склонов и аллювия речных долин; мощность изменяется от нескольких до 20—30 м.

Алмазно-Марьевский угленосный район по тектоническому строению четко делится на две различные части: северо-восточную, заключенную между Северодонецким и Марьевским надвигами и представленную купольными структурами карбона, и основную, расположенную южнее Марьевского надвига и выраженную нормальными складчатыми структурами обнаженного карбона, относящимися к северной полосе мелкой складчатости Донбасса (рис. 205).

Северодонецкий надвиг является северной границей района и отделяет складчатый карбон южного висячего крыла от моноклинали платформенного склона на севере, где свита С31 погружена на глубины до 1500 м. Надвиг хорошо прослежен и изучен в обнажениях и горных выработках в Лисичанском районе; стратиграфическая амплитуда его по карбону достигает там 1500 м. В пределах Алмазно-Марьевского района надвиг зафиксирован бурением на Белогоровской перспективной площади; он имеет здесь падение 40—50° и амплитуду в карбоне до 500 м; севернее Тошковского и Петро-Донецкого куполов амплитуда надвига уменьшается к восточным границам района. Висячее крыло Северодонецкого надвига в структурном отношении представляет систему ступенчато смещенных, сложно построенных купольных структур — Матросского, Белогоровского, Тошковского, Петро-Донецкого и Сентяновского куполов, сложенных продуктивными свитами карбона — C25, C26, C27. Купола покрываются несогласно залегающими отложениями мезо-кайнозоя.

Упомянутые купола в совокупности образуют сложное антиклинальное поднятие, вытянутое с северо-запада на юго-восток и осложненное нарушениями типа надвигов — Матросским, Чехировскими Южным и Северным, Красногоровским. В пределах этой антиклинальной структуры находятся шахты 3, 5, 5—13 Тошковские и 6—7 ЦДР. Южнее Тошковского купола расположена широкая Горско-Ивановская синклиналь, выполненная осадками мезо-кайнозоя.

Полоса купольных структур отделяется от основных для района складчатых структур угленосного карбона Марьевским надвигом, который является региональным в Донбассе и проходит в районе с северо-запада на юго-восток почти по южной границе распространения отложений верхнего мела. Надвиг имеет южное падение под углом от 35 до 75°, стратиграфическая амплитуда его по карбону достигает 1600 м.

В висячем южном крыле Марьевского надвига развиты основные угленосные свиты карбона — С25, С26, С27, — собранные в сложную

асимметричную Голубовско-Марьевскую синклиналь длиной 28 км и шириной 10 км. Северное ее крыло от ст. Лоскутовка до шахты 10 осложнено дополнительными складками: Горской синклиналью, Карбонитской антиклиналью и пологой Золотовской синклиналью, в пределах которых работают шахты 1—2 «Горская», 4—6 «Карбонит», 1—2 «Золотое» и др. Все эти складки погружаются на запад и быстро затухают. Юго-восточнее этой дополнительной складчатости северного крыла Голубовско-Марьевской синклинали расположена полоса мелких брахискладок ореховского комплекса, образованных породами свиты C23 и C24.

Южная часть северного крыла Голубовско-Марьевской синклинали, ее осевая часть и южное крыло вплоть до Алмазного надвига хорошо вырисовываются на карте по выходам пород основных продуктивных свит карбона. На этом простирании работают шахты 10, 12, группа Голубовских и Бежановских шахт. Восточное замыкание Голубовско-Марьевской синклинали осложнено пологим поднятием, переходящим на юго-востоке в Криничанскую синклиналь (шахты «Криничанские» Северная и Южная).

Южное крыло Голубовско-Марьевской синклинали переходит в северное крыло Первомайской антиклинали, сложенной свитами карбона C25—C33. В пределах этой антиклинали работают шахты 3—5 «Сокологоровка», им. Крупской, им. Менжинского, «Первомайская», № 1 и строятся шахты «Мария Глубокая» и «Первомайская Центральная». Оси Голубовско-Марьевской синклинали и Первомайской антиклинали погружаются на запад к оси Бахмутской котловины.

Через центральную часть Первомайской антиклинали проходит крупный региональный Алмазный надвиг, имеющий падение на юг под углами 20—60° и амплитуду до 1400 м в пределах Первомайской антиклинали, до 500 м у восточных границ района. Плоскость этого древнего надвига участвовала в процессах молодой (альпийской) складчатости и поэтому изогнута. Алмазный надвиг имеет большую зону смятия мощностью до 100 м.

Южнее Алмазного надвига развита крупная Калиновская синклиналь, иногда называемая Алмазным синклинорием из-за весьма сложного строения ее восточного замыкания, на дополнительных складках которого расположены Кадиевская и Брянская группы шахт, В строении Калиновской синклинали принимают участие породы среднего и верхнего карбона (свиты C23—С33). Северное крыло складки крутое (60—70°), восточное замыкание и южное крыло осложнены более мелкой дополнительной складчатостью, которая хорошо прослеживается по обнажениям известняков и песчаников карбона. Длина Калиновской синклинали 30 км, ширина 18 км. Главными дополнительными складками ее являются синклинали: Ирминская (шахты им. XXII Партсъезда, 4—2-бис, 8—8-бис и 6 «Максимовские»), Кадиевская (шахта 3—3-бис), Ильичевская (шахты им. Ильича и 2—5 «Каменка»), Криворожская (шахта 1—1-бис «Криворожье»), Брянская (шахта 6—6-бис), Павловская (шахта 12 им. Дзержинского), а также пологая сундучная Анненская антиклиналь (шахты «Анненская» и 2 «Замковская»). Все дополнительные складки асимметричные — северные крылья их крутые, южные — пологие. Общее господствующее простирание пород угленосных овит в районе с северо-запада на юго-восток.

Оси дополнительных складок Калиновской синклинали, как это видно на тектонической схеме (см. рис. 205), почти параллельны между собой, складки имеют широтное простирание и погружаются к западу, где быстро затухают. В связи с затуханием складчатости на западе залегание пород здесь характеризуется пологими падениями и плавными изгибами слоев, что приводит к сокращению длины их простирания с глубиной. Поэтому, например, пласт l3 имеет по выходам длину простирания 103 км, а по горизонту минус 1000 м длина простирания сокращается до 67 км.

Древний сложный Ильичевский (Криворожский) надвиг с амплитудой 20—180 м пересекает с северо-запада на юго-восток все складки восточного замыкания Калиновской синклинали. Поверхность этого надвига, образовавшегося до возникновения описанных структур второго порядка, подверглась складчатости и поэтому выход ее имеет вид сложной кривой, огибающей складки, что отчетливо наблюдается и на геологических разрезах (рис. 206).

Кроме крупных региональных, имеется ряд менее значительных надвигов, развитых в основном в пределах Калиновской синклинали. К ним относятся (с севера на юг): II Ирминский (амплитуда 20—40 м, угол падения до 70°), Главный Ирминский (амплитуда 250—350 м, угол падения до 70°), Калиновский (амплитуда 20—75 м), II Брянский (амплитуда 20—50 м), IV Брянский (амплитуда 85—250 м), Северный Краснопольский и Краснопольский надвиги с амплитудами не более 50 м. Надвиги приурочены в основном к крутым крыльям складок, большинство из них имеют южные падения под углами, превышающими углы падения пород на 10—15°. Только надвиги Краснопольский и Северный Краснопольский, осложняющие южное крыло Калиновской синклинали, имеют северное падение. Мелкая складчатость и разрывная тектоника очень усложняют строение многих участков. Особенно сложными являются Криничанские участки, находящиеся между Алмазным и Марьевским надвигами.

Формирование основных крупных геологических структур района происходило в гердинский тектонический цикл, в его главную пфальцскую фазу, проявившуюся в конце палеозоя. Осложнение основных структур дополнительной складчатостью и новыми надвигами происходило в последующие фазы альпийского тектонического цикла. В частности, к альпийским тектоническим образованиям относятся купольные структуры северо-восточной части района, а также пологие складки отложений мезо-кайнозоя. К этому же периоду тектонической деятельности в районе относятся постумные движения по основным региональным надвигам, приведшие к увеличению их первоначальных амплитуд и смещению по ним пород мезо-кайнозоя.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: