Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут геологічних наук

УДК 552.57:551.735:551.8(477.6)

ГРУБОУЛАМКОВИЙ МАТЕРІАЛ З ВУГІЛЬНИХ ШАРІВ ДОНБАСУ І ЗНАЧЕННЯ ЙОГО ВИВЧЕННЯ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ПИТАНЬ ВУГІЛЬНОЇ ГЕОЛОГІЇ ТА ПАЛЕОГЕОГРАФІЇ

Спеціальність 04.00.21 - літологія

Автореферат

дисертації на здобуття

наукового ступеня кандидата геологічних наук.

Клевцов Олександр Олександрович

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Харківському національному університеті імені В.Н.Каразіна Міністерства освіти і науки України, м.Харків.

Науковий керівник: доктор геолого-мінералогічних наук, професор Заріцький Петро Васильович, зав. кафедрою мінералогії, петрографії та корисних копалин Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук Шульга Віталій Федорович; головний науковий співробітник Інституту геологічних наук Національної академії наук України.

кандидат геолого-мінералогічних наук Манічев В'ячеслав Йосипович: ведучий науковий співробітник Інституту геохімії навколишнього середовища Національної академії наук України.

Провідна установа:Відділення морської геології та осадового рудоутворення Національного науково-природничого музею Національної академії наук України (м. Київ).

Захист відбудеться "_11_"_листопада_ 2003 р. о __10___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.162.04 в Інституті геологічних наук НАН України за адресою: 01601, м. Київ-601, вул. О.Гончара, 55-б, конференцзал. морфологія валун галька транспортування

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України. (Україна, 01601, м.Київ, вул. О.Гончара, 55-б

Автореферат розіслано 10.10.2003 р..

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат геолого-мінералогічних наук Г.С. Компанець

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Знаходження в вугільних пластах грубоуламкового матеріалу (валунів і гальок) належить до відносно рідкісних і слабо вивчених явищ. Це стосується і Донецького басейну. Не дивлячись на те, що перші знахідки згаданих утворень в пластах вугілля басейну були зроблені ще на початку минулого століття, накопичений зараз фактичний матеріал до сих пір системно не досліджений. В той же час специфічні умови попадання валунів і гальок у вугільні шари (з одного боку, інтенсивний гідродинамічний режим під час їх переносу, а з іншого - сталі гідродинамічні умови накопичення рослинності в торф'яних болотах), порівняно недалеке перенесення великих уламків, збереження петрографічних типів порід (структура, текстура, мінеральний склад) з областей зносу дозволяють більш поглиблено та обґрунтовано вирішити ряд важливих питань геологічної історії формування продуктивних товщ вугільних басейнів. Порівняно з іншими теригенними породами, валуни та гальки у вугільних шарах - це маловивчені, але разом з тим унікальні, високоінформативні утворення, що зумовлює необхідність детального планомірного їх вивчення в Донецькому басейні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема кандидатської дисертації співпадає з тематикою кафедри мінералогії, петрографії та корисних копалин Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна "Геохімія діагенезу вугленосних відкладів Донецького басейну".

Мета роботи і завдання дослідження: виявлення морфології, речового складу та умов переносу валунів і гальок з вугільних пластів Донбасу; визначення областей зносу і напрямку транспортування уламкового матеріалу в кам'яновугільному періоді. Для досягнення вказаної цілі було вирішено наступні основні задачі:

- систематизація і узагальнення всього накопиченого матеріалу щодо грубоуламкових включень у вугільних пластах Донбасу;

- морфометричне вивчення грубоуламкового матеріалу;

- вивчення мінерально-петрографічного складу і структурно-текстурних особливостей валунів і гальок;

- виділення за псефітовою фракцією теригенно-петрографічних провінцій у басейні;

- встановлення ймовірних агентів переносу грубоуламкового матеріалу з областей зносу в області торфонакопичення та можливих етапів його транспортування й механічної обробки;

- палеогеографічні реконструкції середньокарбонової епохи на підставі вивчення валунів та гальок і виявлення областей живлення грубоуламковим матеріалом басейну осадконакопичення.

Об'єкт дослідження - вугленосні відклади Донецького басейну; вугільні пласти, в яких знайдено грубоуламковий матеріал.

Предмет дослідження - валуни і гальки з пластів вугілля

Фактичні матеріали та методи досліджень. В основу роботи покладено вивчення унікальної колекції валунів та гальок (понад 200 экземплярів), яку зібрано із вугільних пластів Донбасу проф. П.В. Заріцьким , а також грубоуламкових включень, знайдених автором у покладах вугілля к₂ (к₂^Н, к₂^ср,к₂^В) східного району. Автор використав відомі методи літологічних досліджень і види аналізу.

Крім макроскопічного вивчення грубоуламкового матеріалу та дослідження особливостей їх поширення в басейні, автором було описано 233 шліфи, оброблено результати 26 хімічних та 40 спектральних аналізів. Виготовлено фотографії 33 шліфів і макрофотографії валунів.

Шліфи, хімічні, та спектральні аналізи було зроблено в лабораторії комплексної геологорозвідувальної експедиції колишнього тресту “Артемгеологія” і частково на кафедрі мінералогії, петрографії та корисних копалин Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна.

Наукова новизна та практична цінність. Встановлено речовий склад валунів і гальок з численних вугільних пластів різних районів Донецького басейну. Побудовано схеми переносу псефітового матеріалу в середньокам'яновугільну епоху з виділенням теригенно-мінералогічних провінцій і областей зносу. Визначено найбільш ймовірні агенти переносу уламків порід та головні етапи їх обкатування та транспортування з областей виносу до місця знаходження.

Результати проведеного дослідження показують важливе значення вивчення грубоуламкового матеріалу з вугільних пластів для вирішення питань вугільної геології (кореляція і сінониміка пластів вугілля; визначення ступеня збереження потужності матеріальної речовини вугілля) і палеогеографічні реконструкції не тільки для Донецького, а також і для інших вугільних басейнів.

Особистий внесок здобувача: Основні результати в дисертаційний роботі отримані автором самостійно.

Основні положення, що захищаються:

1. За даними вивчення валунів і гальок з вугільних пластів в період утворення середньокарбонової вугленосної формації Донбасу існувало чотири теригенно-петрографічні провінції: Західна, Південно-західна (Горлівська, Донецько-Макіївська), Північна (Краснодонська), Північно-східна (Білокалитвенсько-Шолоховська) і Південно-східна (Новошахтинська).

2. Головним постачальником грубоуламкового матеріалу в середньо- кам'яновугільну епоху в Донбасі був Український щит, включаючи його Приазовську частину і Ростовський виступ.

3. Основним транспортним агентом валунів та гальок були річкові системи, а механічна обробка великих уламків порід та доставка їх у торфовища з областей виносу здійснювалася в два етапи: перший - найбільше обкатування, що відбувалося в провінціях зносу; другий - захоплення валунів коренями дерев і переносом їх у такому вигляді в торфовища по річковим системам.

Апробація роботи й публікації. Результати дисертаційної роботи два рази доповідалися на Соболевських читаннях на геолого-географічному факультеті Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна (1994, 1998); на

засіданні Харківського відділення Українського мінералогічного товариства НАНУ (1995), на науковій молодіжній конференції “Наука про землю” у Львові (2001) р.. За темою дисертації надруковано 6 наукових робіт.

Об'єм та структура роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 6 розділів та висновків. Робота містить 105 сторінок друкованого тексту, 7 малюнків, 8 таблиць, 36 фотографій та список літератури з 122 найменувань..

Роботу виконано на кафедрі мінералогії, петрографії та корисних копалин” Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна під керівництвом д-ра геол.-мін. наук, проф. П.В. Заріцького, якому автор висловлює щиру вдячність за постійну допомогу і підтримку на протязі всіх років роботи. Автор щиро дякує д-ру геол.-мін. наук, проф. Г.В.Карповій, канд. геол.-мін. наук, доценту В.М. Горстці, а також колективу кафедри “Мінералогії, петрографії та корисних копалин”, за цінні поради й допомогу в роботі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, визначено: мету, завдання, об`єкт дослідження, необхідність і наукову цінність вивчення грубоуламкового матеріалу з вугільних пластів Донецького басейну.

Розділ 1 присвячено історії знахідок та вивчення валунів і гальок у шарах вугілля Донбасу та в інших вугільних басейнах світу.

Випадки знайдення валунів і гальок у вугільних шарах фіксувалися в Вестфальскому й Аахенському басейнах Німеччини (Кукук, 1938), Північно- французькому і Центрально-французькому басейнах Франції (Барруа, 1907), Верхньосілезькому басейні Польщі (Зелеховський, 1926); в вугільних басейнах Нідерландів (Кімпл, 1961), Великобританії (Філіпс, 1855; Бонней, 1873; Спенсер, 1887), Бельгії, Австрії, Чехословаччині, США (Андрюс, 1870; Ортон, 1892; Дана, 1895; Мак-Келіс 1903; Уайт, 1915; Прайс, 1932).

У країнах СНД знахідки валунів у вугільних шарах відомі в Донецькому, Львівсько-Волинському (В.Ф. Шульга із співавторами, 1989), Челябінському, Кансько-Ачинському, Південно-Уральському басейнах (Я.М. Черноусов, 1962). Грубоуламковий матеріал у вугільних пластах Донбасу спочатку було знайдено тільки в його південно-західній частині (М.Д. Залеський, 1914; Н.К. Лещенко, 1926; Г.Ф. Турлей 1941; П.В. Заріцький, 1953; М.М. Карлов, 1961; Б.С. Панов, В.Н. Квасница, О.М. Орлов, 1978; М.І. Шамаев, Б.С. Панов, 1980 р.). В подальшому географія знахідок валунів і гальок в пластах вугілля значно розширилась і зараз охоплює всю територію Донецького басейну, включаючи північну, північно-східну і південно-східну його частини (А.А. Клєвцов, 1997: П.В. Заріцький, 1994). Встановлено також широкий стратиграфічний розподіл валунів і гальок, розташованих у вугільних пластах смолянинівської , білокалитовської , каменської і горлівської свит середнього карбону. В роботі вищезгаданих авторів розглядаються окремі аспекти вивчення валунів і гальок, знайдених в основному лише в західній частині басейну: особливості морфології і речовинного складу, механізм транспортування, місцезнаходження області зносу та ін. Знахідки грубоуламкового матеріалу з вугільних пластів інших районів залишаються слабо вивченими. До цього часу відсутні зведені роботи, які висвітлювали б проблему, що розглядається в дисертації. Це утруднює вирішення широкого кола наукових та практичних питань.

Розділ 2 містить результати морфометричних досліджень валунів та гальок. Їх форма звертає на себе увагу раніш за все, як у польових, так і в камеральних умовах. З морфометрії валунів треба починати їх опис, що дозволяє визначити ступінь окатаності, характер поверхні, розмір, масу та загальну форму. Це, у свою чергу, дає можливість вирішувати деякі питання, а саме про транспортуючі агенти, про рельєф областей зносу, розвиток річкової мережі, віддалення джерел зносу від областей седиментації, клімат.

Нами досліджено морфологію практично всіх зразків з колекції псефітових порід, зібраної в вугільних пластах Донецького басейну.При цьому було встановлено, що виходячи з типу анізометричності, знайдені валуни поділяються на кілька категорій: сфероїдальні (складають приблизно 90 %); дискоїдальні (приблизно 4 %); еліпсоїдальні (приблизно 3 %); плоско витягнуті, витягнуто сфероїдальні, видовжено сфероїдальні, плоско видовжено-сфероїдальні, витягнуто еліпсоїдальні і неправильної форми ( усі разом складають 3 % ). За системою А.В. Хабакова, Ю.П. Казанського (1990) окатаність змінюється в межах від 0 до 4 балів. Переважають валуни, що мають три бали ( 80 %), далі йдуть валуни з показником чотири бали (10 %), потім - один і два бали (разом - 7 %), нуль балів (3 %). Тобто більшість валунів добре обкатані, які зберегли тільки сліди первісної форми уламків порід. Розміри валунів та гальки змінюються від 8 до 420 мм по довгій осі ( частка розмірів у межах 8 - 100 мм складає 10%, 100 - 200 мм - 50 %, 200 - 300 - 30 %, 300 - 400 - 9 %, понад 400 - 1 %). Маси валунів і гальки змінюються від 0,06 до 62 кг ( частка мас у межах 0,06 - 10 кг становить 50 % , 10 - 20 кг - 30 %, 20 - 30 кг - 10 %, 30 -40 - 4 %, 40 - 50 кг - 2 %, понад 60 - 1 % ). Крім того, були знайдені і частково описані в польових умовах валуни з розмірами понад 500 мм, і масами понад 62 кг.

Таким чином нами встановлено, що грубоуламковий матеріал з вугільних пластів Донбасу в основному представлений крупними, добре окатаними валунами сфероїдальної форми. Підпорядкований розвиток мають крупні гальки.

Розділ 3 присвячено вивченню мінерально-петрографічного складу валунів та гальок. Якщо в більш ранніх публікаціях відзначалися валуни і гальки із західних районів басейну, то нами досліджено матеріал, знайдений на всій його території. У результаті проведеного дослідження з`ясувалося, що вони складаються магматичними (приблизно 30 %), осадовими (20 %) і метаморфічними (50 %) породами.

За результатами перерахунків хімічних аналізів (за системою А.Н. Заварицького) і вивчення шліфів серед вивержених порід встановлено граніти, гранодіорити, кварцові діорити, діорити, діабази, фельзит-порфіри, кератофіри, кварцові порфіри. Серед метаморфічних порід розвинуті кристалічні сланци, гнейси, метапісковики та кварцити. Останні складають приблизно 40 % від усієї кількості описаних валунів.

Осадові породи представлені вапняками і пісковиками. Частка кварцу в пісковіках змінюється від 60 до 80 %. Присутні також мусковіт, гідромусковіт та польові шпати. Виділено наступні різновиди пісковиків: кварцові, аркозові (частка кварцу - 70 %, польового шпату - до 30 %), слюдяно-кварцеві (мусковіт - 20-30 %, кварц - 60% - 80 %) та поліміктові. В дисертації наведена детальна характеристика мінерально-петрографічного і хімічного складу порід, що складають валуни і гальки.

У розділі 4 на основі аналізу за літературними джерелами наводиться склад порід імовірних областей виносу. З огляду на загальні дані про розподіл суші та моря в середньокам`яновугільну епоху, такими областями могли бути: Український щит, Воронезький кристалічний масив, зони зчленування Дніпровсько-Донецької западини з Українським щитом і Донецького басейну з Приазовським массивом та Ростовський виступ УЩ. При цьому особливу увагу приділено опису метаконгломератів стеблинської світи інгуло-інгулецької серії УЩ. Крім того, наведено детальний опис порід гранітної формації, оскільки в описаній нами колекції валунів серед магматичних вивержених порід присутні в значній кількості лише кислі та середні породи (граніти, діорити, гранодіорити).

Зону контакту Дніпровсько-Донецької западини з Українським щитом складають вулканічні породи: діабази, базальти та кератофіри (альбітофіри). Палеозойський ефузивно-осадовий комплекс зони контакту Донецького басейну з Приазовським масивом складають девонські та нижньокам`яновугільні породи: базальти, трахибазальти, кератофіри, кварцові порфіри, альбітофіри, андезити, ортофіри та осадові породи. Для вирішення порушеної в дисертації проблеми найбільш важливе значення має розповсюдження крупногалькових конгломератів з галькою граніту, кварцу, спіліту та кератофіру.

У розділі 5 подано огляд і аналіз існуючих уявлень щодо агентів перенесення грубоуламкового матеріалу. Знаходження валунів і гальок в пластах вугілля пов'язане з переносом їх плаваючими льодами, морськими водоростями, що обвивалися навколо каменів; корінням і в дуплах дерев; захопленням каміння в палеоторфяники корінням дерев, з підстиляючих їх річкових відкладів; торф'яними островами, які спливли (М.Д. Залеський, 1914; Прайс, 1932; Ю.А. Жемчужников, 1948; В.Ф. Шульга, 1989). На нашу думку, найбільш вірогідними є уявлення про перенесення валунів і гальки в коренях дерев, які зростали далеко від сьогоднішнього їх місце знаходження. При цьому слід врахувати досконалу обкатаність більшості валунів та гальки (хоч ці камені тверді та стійки до механічної обробки) і різке неузгодження щодо сумісного знаходження дуже великих уламків гірських порід з маленькими, чужих для вміщаючих їх відкладів, слабу динаміку водного середовища в торф'яних болотах. Отже нами припущено багатостадійність їх механічної обробки і перенесення до місць сучасного їх знаходження. Значне поширення валунів та конгломератів у докембрійських утвореннях наведених областей виносу, дозволяє припустити , що перший ( головний ) етап утворення валунів та гальки в областях зносу був саме в докарбонову епоху. Потім існував етап їх транспортування до торф'яних болот: у коренях дерев, що зберегли плавучість. Як показано, вивчення морфології вугільних пластів Донбасу (В.Н. Волков, 1973; А.Т. Ягубянц, 1988), в торфовищах існували протоки, по яких було можливе перенесення дерев з валунами в коренях. Таке уявлення задовільно пояснює різку нерівномірність розподілу валунів на площі, а також випадкове сумісне розташування валунів різних розмірів. Наша точка зору підтверджується поширеним розвитком (особливо для світи С₂⁵ з її шарами вугілля к₂^н, к₂^ср , к₂^в) алювільних відкладів (до 40 % усіх порід світи). наявністю розмивів вугільних шарів (особливо і перш за все тих, в яких знайдено валуни), широким розвитком у грубоуламкових відкладах палеорічок великих обвуглених стовбурових рослинних залишків. Як галька та гравій, так і обвуглені уламки рослин накопичуються інколи гніздами в заглибленнях розмитих вугільних шарах.

Гранулометричний склад алювіальних пісковиків, а також форма валунів, свідчать про те, що течія річок під час утворення середньокарбонової вугленосної формації була відносно швидка й сильна.

Перенос валунів в коріннях дерев на значні відстані під час повені широко відомі в сучасній геологічний період. Прикладом є сибірські річки, що стікають в Північний льодовитий океан та ін.

Розділ 6 присвячений обґрунтуванню важливості вивчення грубоуламкового матеріалу з вугільних пластів для вирішення питань літології, та палеогеографії та вугільної геології на прикладі Донецького басейну.

Валуни та гальки з пластів вугілля дуже перспективний вихідний матеріал для палеогеографічних реконструкцій. Вивчення розрізу світи С₂⁵ (де знайдено найбільшу кількість валунів і гальок) показує наявність в ньому різнозернистих пісковиків (здебільшого грубозернистих), які за даними Ю.А. Жемчужникова (1954) мають алювіальний генезис, хоч на північ і північний схід кількість алювіальних відкладів зменшується, а морських зростає. Ширина деяких річкових долин сягала часом 100 км (А.П. Феофілова, М.Л. Левенштейн, 1963). Усе це дозволяє вважати умови Донецького басейну специфічними для часу утворення вугільного шару к₂ світи С₂⁵.

У цей час континентальні умови поширювалися майже на весь басейн, а для областей зносу були характерні значні тектонічні переміщення. Порівняльний аналіз мінералогічного петрографічного складу валунів та гальок у вугільних шарах дозволяє нам виділити такі теригенно-петрографічні провінції за псефітовою фракцією: Західну, Південно-західну (Горлівська, Донецько-Макіївська), Північну (Краснодонська), Північно-східну (Білокалитвенсько-Шолоховська) і Південно-східну (Новошахтинська).

Для Західної, Південно-західної провінції, за допомогою керівних валунів вже доведено, що джерелом зносу уламкового матеріалу була Приазовська частина Українського щита (П.В. Заріцький, 1953; Б.С. Панов із співавт., 1978). Усі валуни, знайдені у вугільних шарах світ С₂³, С₂⁵, С₂⁷, добре петрографічно прив`язуються до порід Приазовського масиву, а знахідка валуна фойяиту повністю це доводить, тому що такі лужні породи специфічні тільки для Приазов'я ( Б.С. Панов із співавт., 1978).

Північну теригенно-петрографічну провінцію виділено нами на підставі знахідок уламкових порід на шахті “2-я Північна” Краснодонського району Луганської області. Щодо речовинного складу валуни представлені гранат-біотитовим гранодіоритом, гранодіорит-порфіром та іншими кислими й середніми породами, великою групою пісковиків (граувак) і кварцитом (два валуни).

Найбільш цікавою знахідкою є валун гранат-біотитового гранодіориту, який має деяку петрографічну схожість із чудново-бердичевськими гранітами, розвинутими в районі м. Житомира. Крім того, на шахті “2 Північна” є розмиви, коли вище шару вугілля знаходиться “лісій” пісковик великої потужності, який простягається з півничного-заходу на південний-схід і є типово алювіальним. За складом дані пісковики являють собою грауваки. Наявність граувакових валунів свідчить про те, що валуни переносилися тією ж прарічкою, яка утворила “лісьи” пісковики. “Спорідненість” уламків пісковиків і валунів дозволяє припустити, що вони утворилися в результаті розмиву вулканічних порід у зоні контакту Українського щита з Дніпровсько-Донецькою западиною.

Північно-східна теригенно-петрографічна провінція представлена великою групою гранодіорит-порфірів і фельзит-порфірів, кератофіром, діоритом, гранатовим гранітом, кварцитами (більше половини знахідок) і метаморфічними породами: гранат-мусковіт-кварцовими сланцями та гнейсами. А це дозволяє відокремити північно-східну провінцію від північної (в останній знайдено лише два валуни кварциту, тоді як в північно-східній - їх більшість).

Валун кератофіру петрографічно нагадує кератофіри із зони контакту Донецького басейну з Приазовською частиною Українського щита. До того ж ці породи часто зустрічаються серед гальки конгломератів “бурого” девону.

У даному районі виявлено присутність “табачкового” пісковику, склад уламків якого співпадає зі складом валунів, що свідчить про єдине джерело уламкового матеріалу. Основний напрямок річкових потоків у цей час був з південного заходу на північний схід.

Наявність джерела зносу з Воронезького масиву спростовується, оскільки немає підстав пов`язати петрографічні склади валунів з породами Воронезького масиву. Крім того, за даними багатьох авторів у середньокарбонову епоху на північ від Донбасу знаходилося море. Цілком імовірно, що джерелом зносу уламкового матеріалу для даної провінції, і в цьому відтинку карбонового періоду (світа С₂⁵) була Приазовська частина Українського щита. Такий висновок співпадає з результатами досліджень М.В. Логвиненко (1953) акцесорних мінералів у породах карбону.

Південно-східну теригенно-петрографічну провінцію представлено такими валунами: кварцовим діорит-порфіром, гранодіоритом, гнейсами, пісковиками та кварцитами. Перший валун кварцового діориту, крім того, є найбільшим в описаній колекції і має вагу 62 кг.

Виходячи з дуже великих розмірів валунів, логічно припустити, що транспортування їх не могло відбуватися на великі відстані, а наявність валунів гнейсу свідчить, що джерелом зносу є Ростовський виступ Українського щита (східне продовження Приазовського масиву перекритого більш молодими породами).

У цьому ж районі поширені “табачкові” пісковики, які відрізняються від подібних порід у північно-східній провінції. Для перших характерна відсутність ефузивів і велика кількість уламків гнейсу (С.Є. Колотухіна, 1948), що вказує на надходження матеріалу з іншого джерела зносу, ніж для півнично-східної частини. Областю зносу, котра зумовила утворення цих пісковиків, був, на нашу думку, Ростовський виступ Українського щита.

Петрографічний склад валунів частково схожий з петрографічним складом уламків порід “табачкового” пісковіку, що свідчить про єдине джерело зносу, як для валунів, так і для уламків порід. Цим джерелом слід вважати Ростовський виступ Українського щита.

Знос уламкового матеріалу з Кавказької області здається досить проблематичним, бо згідно з палеогеографічними реконструкціями середньокам`яновугільної епохи східне продовження Приазовського масиву (Ростовський виступ) перетворилося на сушу, а на південь до Кавказької області були морські умови осадконакопичення. (Логвиненко, 1953).

Крім того, уламки порід важливі як корелятивна ознака для синоніміки покладів вугілля і розчленування розрізу; завдяки їм є можливість визначити скорочення потужності торф'яної маси в процесі її вуглефікації.

ВИСНОВКИ

По результатам проведених робіт можливо зробити наступні основні висновки:

1.Виявлено широке стратиграфічне та площадне розповсюдження грубоуламкового матеріалу в вугільних шарах середнього карбону Донецького басейна. За дев'яносторічний період вивчення даного явища валуни та гальки були знайдені в шарах вугілля світ С₂³, С₂⁴, С₂⁵, С₂⁷ в 14 пунктах Донецько-Макіївського, Центрального Чистяково-Снежанського, Краснодонського, Шахтінсько-Несветаєвського, Белокалитвенського вуглепромислових районів. Особисто нами було досліджено більше 200 зразків.

2. Проведено морфометричний аналіз валунів та гальок. При цьому встановлено, що гальки мають розмір 1-10 см і складають 10% знайдених псефітов. Серед валунів найбільш поширені розбіжності 10-40 см. Валуни та гальки мають добру окатаність і сфероідальну, діскоідальну та еліпсоідальну форми.

3. Вивчено мінерально-петрографічний склад грубоуламкових включень вугілля. Він характеризується великою різноманітністю. Переважають (50%) метаморфічні породи: кварцити (40% від усіх порід) кристалічні сланці, гнейси. Підпорядкований розвиток мають магматичні породи (30%) - граніти, гранодіорити, кварцові діорити, діорити, діабази, фельзит-порфіри, кератофіри, кварцові порфіри та осадові породи (20%) - вапняки та пісковики. Виявлено

залежність між складом валунів і гальок та їх формою. Для включень кварциту характерна куляста форма, для гнейсів та сланців - діскоідальна, для магматичний порід - сфероідальна.

4. Здійснено критичний аналіз існуючих уявлень о переносі валунів та гальок з областей зносу до басейну седиментації включаючи торф'яні болота. Зроблено висновок о найбільш імовірному транспортуванні грубоуламкового матеріла в коренях плаваючих дерев. Припускається двухстадійний переніс матеріалу. Перший етап (докам'яновугільний ) - утворення валунів та гальок в областях зносу. Другий етап (карбоновий) - переніс грубоуламкового матеріалу в область торфонакопичення річками в коренях дерев.

5. Здійснено теригенно-петрографічне районування Донбасу. Показано, що в середньокарбонову епоху в басейні існувало чотири теригенно-петрографічної провінції, які відрізняються складом порід та містять валуни та гальки:

- Південно-західна, Західна (Донецько-Макіївська) - граніти, фойяіт, плагіоапліти, орт офіри, гранатовий гнейс, кварц-хлоритові сланці, поліміктові пісковики.

- Північна (Краснодонська) - гранат-біотітовий гранодіорит, граніти, діабаз з халцедоном та актіолітом, кварцові порфіри, пісковики (в основному граувакові), вапняки.

- північно-східна (Белокалітвенська) - гранодіорит-порфіри, фельзит-порфіри, кератофір, діорити, гранатові граніти, гнейси, гранат-мусковіт-кварцові сланці, кварцити.

- Південно-східну (Новошахтінська) - кварцовий діорит, гранодіорити, кварцові порфіри, діорит-порфіри, гранито-гнейси, мусковіт-біотітові, гранат-біотитові гнейси, кварцити та пісковики.

6. Встановлена спорідненість мінералого-петрографічного складу валунів та гальок з уламками порід алювіальних пісковиків, що є свідченням загальної єдиної області зносу в період їх накопичення.

7. Здійснено порівняльний аналіз складу валунів та гальок з породами Українського щита, Приазовського масиву и Ростовського виступу.

При цьому встановлено, що в період утворення середньокам'яновугільних вугленосних відкладів Донбасу областями зносу являлися: Український щит (Північна теригенно-петрографічна провінціях), Приазовський масив (Південно-західна та Західна, а також Північно-східна провінції), Ростовський виступ (Південно-східна провінція) і зона контакту Українського щита з Дніпровсько-Донецькою западиною та Донбасом ( Північна та Північно- східна провінції). Не виключено знос уламкового матеріалу із області Воронезького масиву. Однак ми не маємо матеріалу, який би підтверджував цю точку зору. Переніс валунів та гальок здійснювався на відстань не більше 100-120 км.

8.Визначені два основні напрямки використання грубоуламкового матеріалу з вугільних шарів для вирішення задач вугільної геології: розчленування угленосних розрізів, кореляції та синоніміки вугільних пластів, а також визначення ступеня скорочення потужності торфу в процесі його перетворення в вугілля.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Зарицкий П.В., Клевцов А.А. Руководящие валуны и значение их изучения при решении вопросов угольной геологии // Геология угольных месторождений: Межвуз. науч. - темат. сб. - Екатеринбург, 1994 - Вып. 4. - С. 77 - 82 .

2. Клевцов А.А. Морфометрия руководящих валунов из угольных пластов Донецкого бассейна // Геология угольных месторождений: Межвуз. науч.-темат. сб. - Екатеринбург, 1995. - Вып. 5. - С. 194-197.

3. Клевцов А.А. Вещественный состав руководящих валунов из угольных пластов восточных районов Донецкого бассейна // Геология угольных месторождений: Межвуз. науч. - темат. сб. - Екатеринбург, 1997. - Вып. 7. - С. 219-226.

4. Клевцов А.А. Об источниках псефитового материала угленосных толщ Донецкого бассейна в среднекаменноугольное время // Вісн. Харк. ун-ту.1998. № 402: Геологія, географія, екологія. С. 30-32.

5. Клевцов А.А. Вторичные изменения минералов руководящих валунов из угольных пластов Донецкого бассейна // Там же. 2001. № 521, с. 51-52.

6. Клевцов О.О. Керівні валуни з вугільних шарів Донецького басейну і їх значення в вирішенні питань вугільної геології та палеогеографії // Матеріали наукової молодіжної конференції “Наука про Землю”. - 2001. - Львів, 2001, - С. 24-25.

АНОТАЦІЯ

Клєвцов О.О. ”Грубоуламковий матеріал з вугільних шарів Донбасу і значення їх вивчення для вирішення питань вугільної геології та палеогеографії”.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.21 - “Літологія” - Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна, Харків, 2003 р.

Досліджено морфометричні характеристики та мінерально-петрографічний склад колекції ( понад 200 екз.) валунів та гальок з вугільних шарів Донецького басейну. Аналіз просторового розміщення в басейні та мінерально-петрографічного складу уламків порід у вугільних покладах дозволяє виділити такі теригенно-петрографічні провінції: Західну, Південно-західну (Горлівська, Донецько-Макіївська), Півничну (Краснодонська), Північно-Східну (Білокалитвенсько-Шолоховська) і Південно-Східну (Новошахтинська).

Порівняння петрографічного складу вивчених уламків порід зі складом імовірних провінцій виносу псефітового матеріалу в басейн седиментації дозволило зробити висновок, що головним джерелом теригенного (особливо псефітового) матеріалу в середньокарбонову епоху для Донбасу був Український щит від його західної частини до Приазовського масиву і Ростовського виступу останнього.

Перенесення валунів відбувалося в два етапи: 1) найбільше обкатування валунів в областях зносу в докембрії; 2) захоплення валунів коренями дерев і перенесення їх у торфовища річками в торф'яні болота.

Ключові слова: грубоуламковий матеріал, вугільні шари, Донецький басейн, теригенно-петрографічні провінції, область зносу, агенти переносу, петрографічний аналіз, група шахт, Український щит, кам`яновугільний період.

ANNOTATION

Klevtsov A.A. “Coarse waste from coal layers of Donbass and importance of their study in solution of problems in coal geology and paleogeography”.

Thesis for a scientific degree of Candidate of Geological sciences on speciality 04.00.21 - “Lithology”. - V.N. Karazin Kharkov National University, Kharkov, 2003.

Morphometric characteristics and mineralogical - petrographical composition of boulders (and pebbles 200 pieces) from coal layers in Donetsk basin have been examined. Analysis of area distribution in the basin and mineralogical - petrographical composition of rock debris from coal deposition allows us to specify the following terrigeneous-petrographical provinces in the basin: western and south-western (Gorlovskaya and Donetsko-Makeyevskaya mining group), north (Krasnodonskaya mining group), north-eastern (Belokalitvensko-Sholokhovskaya mining group), South-eastern ( Novoshakhtinsk mining group).

Comparison of petrographic composition of rock debris under study with composition of the supposed provinces of psephitic material drift in sedimentation basin allowed us to come to the conclusion that the main sourse of terrigeneous (namely, psephitic) material during middle carbonic epoch for Donbass was Ukrainian shield stretching from its western part to Preazov mountain - mass and Rostov elongation.

Transportation of boulders occurred in two stages:

The strongest rounding of boulders took place in drift areas in Precambrian period.

Seizure of boulders by tree roofs and their transportation along channels into peat bogs.

Keywords: coase waste, coal layers, Donetsk basin, terrigenous - petrographical provinces, drift area, transportation agents. Petographic analysis, group of mines, Ukrainian shield, Carboniferous period.

АННОТАЦИЯ

Клевцов А.А. “Грубообломочный материал из угольных пластов Донбасса и значение его изучения при решении вопросов угольной геологии и палеогеографии”.

Диссертация на соискание научной степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.21 - “Литология“ - Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, 2003 г.

Исследованы морфометрические характеристики и минерально-петрографический состав коллекции ( более 200 экз.) валунов и галек из угольных пластов Донецкого бассейна. Анализ площадного распространения в бассейне и минералого-петрографического состава обломков пород из угольных отложений позволяет выделить следующие терригенно-петрографические провинции в бассейне: Западную, Юго-западную ( Горловская и Донецко-Макеевская), Северную (Краснодонская), Северо-восточную (Белокалитвенско-Щолоховская) и, Юго-восточную (Новошахтинская).

Сравнение петрографического состава изученных обломков пород с составом предполагаемых провинций сноса псефитового материала в бассейн седиментации, позволило сделать следующие выводы.

Источником сноса для Западной и Юго-Западной части Донецкого бассейна в среднекаменноугольное время являлся Приазовский массив Украинского щита. В Северную терригенно-петрографическую провинцию происходил из западной части Украинского щита ( район г. Житомира ), что доказывается петрографическим составом валуна гранат- биотитового гранодиорита, который имеет некоторое петрографическое сходство с Чудново-Бердычевскими гранитами. Для северо-восточной части Донецкого бассейна источником сноса являлся Приазовский массив Украинского щита (валун кератофира напоминает кератофиры из зоны сочленения Донецкого бассейна с Приазовской частью Украинского щита, которые часто встречаются среди галек “бурого” девона). Наличие сноса обломочного материала с Воронежского щита в работе отрицается. В юго-восточную часть Донбасса псефитовый материал сносился с Ростовского выступа Украинского щита. Наличие сноса с Кавказа очень проблематично, т.к. в среднекаменноугольное время ( свита С⁵₂ ) восточное продолжение Приазовского массива превратилось в сушу.

Перенос валунов происходил в два этапа: 1) наибольшее окатывание валунов в областях сноса в докембрии; 2)захват валунов корнями деревьев и перенос их по рекам в торфяные болота.

Ключевые слова: грубообломочный материал, угольные пласты, Донецкий бассейн, терригенно-петрографические провинции, область сноса, агенты переноса, петрографический анализ, группа шахт, Украинский щит, каменноугольный период.

Підписано до друку 26.09.2003. Формат 60Ч90/16.

Папір типовий. Друк офсетний. Гарнітура Times New Roman.

Умовн. друк. арк. 1,0. Тираж 100 прим. Замовлення № 373

ООО Фмнарт , м.Харків, пр. Леніна, 36, оф. 400

Размещено на Allbest.ru