Геология и полезные ископаемые Днепрово-Донецкого авлакогена

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Геология и полезные ископаемые Днепрово-Донецкого авлакогена

1. Физико-географический очерк

авлакоген геологический магматизм тектоника

Днепровско-Донецкий авлакоген находится на южной окраине Русской плиты. Он также протягивается с северо-запада на юго-восток более, чем на 2000 км при ширине 70-120 км, разделяя Белорусскую, Украинскую и Воронежскую антеклизы. В продольном сечении он сегментирован на прогибы-впадины - Припятский (ПП) и собственно Днепровско-Донецкую (ДДВ), разделенные Брагинско-Лоевской седловиной, и Донецкое поднятие с погребенным продолжением кряжа Карпинского (КК).

На территории Украины в составе Припятско-Днепровско-Донецкого авлакогена находятся Днепровско-Донецкая впадина и его Донецкий сегмент - Донецкая складчатая область. Территориально Днепровско-Донецкая впадина расположена в пределах Черниговской, Полтавской, Харьковской и, частично, Киевской, Сумской, Днепропетровской, Донецкой и Запорожской областей страны.

Днепровско-Донецкий авлакоген остается более динамичным, активным и дифференцированным. Его северо-восточное крыло и частично юго-западное в новейшей стркутуре втянуты в поднятие Воронежского массива. В пределах этого авлакогена наследуются древние простирания и многие структуры погребенного фундамента и более высоких этажей, особенно локальные солевые структуры, многие из которых активны в настоящее время. По некоторым разрывам, особенно поперечным, отмечаются современные дислокации. Активными являются краевые разломы, ограничивающие Донецкое поднятие. Последнее испытывает воздействие Кавказского орогена, а его продолжение - кряж Карпинского - еще и влияние Прикспийского прогиба. Высокая степень наследования новейшими структурами древних и сравнительно небольшая перестройка планов характерны для Припятского прогиба. Возможно, это связано с устойчивостью геодинамических условий его развития на разных этапах. На новейшем этапе на него существенное влияние оказывает поднятие Украинского щита, вызывающее общий перекос впадины к северу. В целом формирование новейших структур над авлакогенами происходит в неоднородных геодинамических условиях, обусловленных влиянием активных систем: Кавказского орогена, достаточно консервативных поднятий Воронежского массива, Токмовского свода, Украинского щита, а также Прикаспийского прогиба. Геодинамические условия менялись во времени, что отразилось на формировании многих разновозрастных структур

2. Структурно-геологическое районирование Днепрово-Донецкого авлакогена

Днепровско-Донецкая впадина (ДДВ) представляет собой авлакоген в теле Восточно-Европейской платформы. Она характеризуется структурно-стратиграфическими комплексами пород, имеющими черты, как подвижных зон, так и платформенных структур. В пределах Днепровского грабена выделяются три главных продольных структурных элемента - осевая зона, южная и северная прибортовые зоны и четыре поперечных. В разрезе впадины четко обособляются кристаллический фундамент, сложенный метаморфизованными архейско-протерозойскими образованиями, и осадочный чехол. Породы осадочного чехла формировались в интервале от девона до современности. Главная роль в структурообразовании в ДДВ принадлежит блоковым движениям фундамента и соляному тектогенезу.

В поперечном сечении Днепровско-Донецкой впадины выделяются три основных тектонических элемента: юго-западный и северо-восточный борта впадины и Днепровский грабен. Юго-западный борт впадины одновременно является северо-восточным склоном Украинского щита, где поверхность кристаллического фундамента постепенно погружается от выходов его на поверхность до южного краевого разлома. Глубина погружения фундамента по этому разлому изменяется в пределах 1-3 км, углы наклона его поверхности от 1-2 до 5-6^о. Северо-восточный борт впадины служит одновременно южным склоном Воронежского массива. Поверхность пород кристаллического фундамента здесь также погружается в сторону рифта под теми же углами и перекрыта осадочной толщей, достигающей, местами, мощности более 4 км. В Днепровском грабене фундамент погружён на значительную глубину - до 12,5 км. Здесь выделяются продольные зоны, ограниченные разрывными структурами.

Приосевая зона Днепровского грабена характеризуется наибольшими глубинами залегания фундамента, в рельефе которого преобладают впадины (с северо-запада на юго-восток): Скоренецкая, Нежинская, Сребненская, Любенская, Солоховская, Чутовская. Относительное превышение выступов и седловин, разделяющих впадины, составляет 1-1,5 км. В осадочной толще приосевая зона и зоны впадин в районе разломов фиксируются по значительному развитию в них соляных штоков и солянокупольных структур.

Геофизическими методами исследования в фундаменте Днепровского грабена установлена серия нарушений глубинного характера, расчленяющих кристаллическое ложе на ряд крупных блоков, которые имеют вид горстов и грабенов. По особенностям строения кристаллического фундамента в пределах грабена выделены четыре мегаблока: Черниговский, Лохвицкий, Полтавский и Изюмский. Амплитуды разрывных нарушений, поперечных к простиранию Днепровского грабена, изменяются от первых сотен метров до 1 км.

3. Стратиграфия

На территории Украины в составе Припятско-Днепровско-Донецкого авлакогена находятся Днепровско-Донецкая впадина и его Донецкий сегмент - Донецкая складчатая область. Территориально Днепровско-Донецкая впадина расположена в пределах Черниговской, Полтавской, Харьковской и, частично, Киевской, Сумской, Днепропетровской, Донецкой и Запорожской областей страны. Предполагается, что авлакоген был заложен как рифт в рифейское время, одновременно с другими многочисленными рифтами Восточно-Европейской платформы. Мощная (около 10 км) толща рифейских образований залегает, по данным глубинного сейсмического зондирования, на глубине 10 и более километров от поверхности и прослеживается со стороны Донецкой складчатой области до г. Полтавы. Здесь она ограничена поперечной дорифейской Криворожско-Комаричской глубинной структурной зоной. Предполагается, что в состав рифейской толщи входили яшмы, эффузивные породы, песчаники, чёрные углеродистые сланцы и другие породы. В северо-западной оконечности рифта раннерифейские эффузивно-осадочные образования известны в Овручском грабене. В конце раннего - начале среднего рифея произошло изменение направленности тектонических движений, и на месте древнего рифта образовалась горная цепь. В поперечном сечении Днепровско-Донецкой впадины выделяются три основных тектонических элемента: юго-западный и северо-восточный борта впадины и Днепровский грабен. Юго-западный борт впадины одновременно является северо-восточным склоном Украинского щита, где поверхность кристаллического фундамента постепенно погружается от выходов его на поверхность до южного краевого разлома. Глубина погружения фундамента по этому разлому изменяется в пределах 1-3 км, углы наклона его поверхности от 1-2 до 5-6о. Северо-восточный борт впадины служит одновременно южным склоном Воронежского массива. Поверхность пород кристаллического фундамента здесь также погружается в сторону рифта под теми же углами и перекрыта осадочной толщей, достигающей, местами, мощности более 4 км. В Днепровском грабене фундамент погружён на значительную глубину - до 12,5 км. Здесь выделяются продольные зоны, ограниченные разрывными структурами. Приосевая зона Днепровского грабена характеризуется наибольшими глубинами залегания фундамента, в рельефе которого преобладают впадины (с северо-запада на юго-восток). Скоренецкая, Нежинская, Сребненская, Любенская, Солоховская, Чутовская. Относительное превышение выступов и седловин, разделяющих впадины, составляет 1-1,5 км. В осадочной толще приосевая зона и зоны впадин в районе разломов фиксируются по значительному развитию в них соляных штоков и солянокупольных структур. Геофизическими методами исследования в фундаменте Днепровского грабена установлена серия нарушений глубинного характера, расчленяющих кристаллическое ложе на ряд крупных блоков, которые имеют вид горстов и грабенов. По особенностям строения кристаллического фундамента в пределах грабена выделены четыре мегаблока: Черниговский, Лохвицкий, Полтавский и Изюмский. Амплитуды разрывных нарушений, поперечных к простиранию Днепровского грабена, изменяются от первых сотен метров до 1 км. Новое растяжение земной коры в пределах древнего рифта произошло в среднем девоне, когда остатки рифейской горной цепи испытали погружение. Сформировался палеозойский Днепровско-Донецкий рифт, разделенный поперечными разломами на участки с разной историей развития и разным строением. Новый, девонский рифт более широкий, чем рифейский. Он заполнен толщей отложений средне-верхнего девона и, частично, нижнего карбона. В состав отложений, заполняющих девонский рифт, входят терригенные, эффузивные и эвапоритовые породы, мощность которых составляет несколько километров. По стратиграфическому положению выделены две толщи, отвечающие двум главным циклам вулканизма, произошедших в позднем девоне. Девонский грабен на севере ограничен Барановичско-Астраханским, а на юге - Припятско-Манычским глубинными разломами.

4. Магматизм

Вулканизм в пределах рифта был приурочен к приподнятым блокам, а также к краевым поднятиям вдоль северной и южной прибортовых зон. С пересечением поперечных и продольных относительно рифта разломов связан комплекс пород щелочно-ультраосновной - щелочно-базальтоидной формаций. Разнообразный состав, локальное накопление мощных толщ вулканитов и другие признаки указывают на то, что породы вулканического происхождения Днепровского грабена относятся к образованиям рифтовых зон. Общий объём вулканических пород девона оценивается в 7-10 тыс. км3, что свидетельствует о высокой магматической активности. Предполагается, что магмы, обусловившие разнообразие пород двух установленных формаций, сформировались за счёт самостоятельных первичных выплавок, возникших в верхней мантии в процессе образования рифтовой зоны. При этом магма щёлочно-ультраосновной и щёлочно-базальтоидной формации поступала с больших глубин, чем магма, сформировавшая породы щелочной оливин-базальтовой формации. По интенсивности магматизма Днепровско-Донецкая впадина, по-видимому, относится к рифтам щелевого типа, для которых характерен более умеренный по силе вулканизм. Связь магматизма Днепровско-Донецкой впадины с мантией подтверждается и строением земной коры под девонским рифтом. Подошва земной коры (раздел Мохо) здесь имеет форму свода. Пологая вершина перегиба находится под осевой частью Днепровского грабена, располагаясь между краевыми разломами на глубинах 34-35 км, а гранитный и базальтовый слои сильно утончены в результате растяжения земной коры. Основным составным элементом палеорифта является зарождение в среднем протерозое глубинного (астеносферного) магматического очага, генерировавшего габброидные плутоны вместе с гранитами рапакиви в субплатформенную стадию развития Украинского щита. Для ДДП, начиная с рифея, характерно двукратное формирование двухъярусной линейной рифтовой структуры, сопровождавшееся, вследствие растяжения земной коры, ее мощным дроблением и интенсивным щелочно-базальтоидным вулканизмом. Геодинамика формирования ДДП обусловлена тепловыми (до 1200-1300?) и фазовыми процессами, пульсационно возникающими в астеносферном и коро-мантийном диапирах. На ориентировку и геодинамическую активность этих процессов оказывали влияние сверхглубинные разломы. О повышении температуры в земной коре и верхней мантии в тот период свидетельствуют продукты магматизма - габброиды и граниты рапакиви. В осевой части ДДП наблюдался ряд положительных гравитационных аномалий (наиболее интенсивная из них - Черниговская в северо-западной части структуры), вызванных, возможно, интрузиями пород основного состава. Гравитационные максимумы были разделены гравитационными минимумами. В современном тепловом поле ДДП активизация астеносферы и ее тепловое воздействие на литосферу при образовании палеорифта не фиксируется. Рифт ограничен краевыми глубинными разломами, состоящими из систем региональных сбросов, падающих к их приосевой части (амплитуда сбросов 3-4 км).

5. Тектоника

Сейсмогенные зоны в ДДП связаны с разломами и, прежде всего, с краевыми разломами палеорифта, сейсмичность приурочена к областям гидротермальной и вулканической активности, а также к главным разломам рифта. Фокусы многих землетрясений пространственно сопоставляются с зонами пониженных скоростей. Раннепалеозойский цикл развивался в виде обрамляющего Украинский щит кольца. На северо-востоке был расположен Днепровско-Донецкий грабен. Его нижняя в разрезе осевая зона не изучена. В основании разреза известны только девонские вулканогенно-осадочные и осадочные песчаниковые, соленосные и флишоидные формации пород. По составу осадков, начиная с девона, эта структура может быть отнесена к детейроорогенной впадине, развивающейся на докембрийском кристаллическом поднятии Сарматского щита. Наиболее мощный разрез (до 7 км) представлен карбоновыми осадками: кремнисто-карбонатными, угленосными, флишоидно-глинистыми, алевроглинистыми и соленосными. В нижней части разреза в кембрии, ордовике и силуре преобладали песчано-глинистая (гумидная) и флишоидная формации, далее в силуре и девоне развивалась глинисто-карбонатная формация. Общая мощность осадков достигала 5,5 км. Позднепалеозойский цикл герцинид начинался с перми, в восточной части площади проявлялось горстообразное орогенное поднятие по Дроновскому взбросу с формированием складчатого Донбасса с пологими на севере и юге надвигами, а на западе вдоль взброса _ меридиональной флексурной складки. Как отмечалось в работе тектонический режим представляет собой весьма существенный, но не единственный фактор влияния на генезис осадочных образований. По мнению автора еще одним доказательством этого является различия в характере осадконакопления вначале ХІІа и ХІІ МФГ ДДВ. Поскольку существенных различий в тектоническом режиме в эти периоды не прослеживается, отличие двух близких по времени трансгрессий можно объяснить особенностями суши, на которую трансгрессировало море. В заключение можно отметить, что в целом тектонические процессы играли определяющую роль в образовании литологических типов и в развитии осадочного бассейна ДДВ. Но, в то же время, формирующиеся при этом литологические и палеогеоморфологические особенности эрозионных поверхностей при общем вялом тектогенезе могли вносить существенные различия в строение сходных по общему механизму образования осадочных толщ.

Новое растяжение земной коры в пределах древнего рифта произошло в среднем девоне, когда остатки рифейской горной цепи испытали погружение. Сформировался палеозойский Днепровско-Донецкий рифт, разделенный поперечными разломами на участки с разной историей развития и разным строением. Новый, девонский рифт более широкий, чем рифейский. Он заполнен толщей отложений средне-верхнего девона и, частично, нижнего карбона. В состав отложений, заполняющих девонский рифт, входят терригенные, эффузивные и эвапоритовые породы, мощность которых составляет несколько километров. По стратиграфическому положению выделены две толщи, отвечающие двум главным циклам вулканизма, произошедших в позднем девоне. Девонский грабен на севере ограничен Барановичско-Астраханским, а на юге - Припятско-Манычским глубинными разломами.

Вулканизм в пределах рифта был приурочен к приподнятым блокам, а также к краевым поднятиям вдоль северной и южной прибортовых зон. С пересечением поперечных и продольных относительно рифта разломов связан комплекс пород щелочно-ультраосновной - щелочно-базальтоидной формаций. Разнообразный состав, локальное накопление мощных толщ вулканитов и другие признаки указывают на то, что породы вулканического происхождения Днепровского грабена относятся к образованиям рифтовых зон. Общий объём вулканических пород девона оценивается в 7-10 тыс. км3, что свидетельствует о высокой магматической активности. Предполагается, что магмы, обусловившие разнообразие пород двух установленных формаций, сформировались за счёт самостоятельных первичных выплавок, возникших в верхней мантии в процессе образования рифтовой зоны. При этом магма щёлочно-ультраосновной и щёлочно-базальтоидной формации поступала с больших глубин, чем магма, сформировавшая породы щелочной оливин-базальтовой формации. По интенсивности магматизма Днепровско-Донецкая впадина, по-видимому, относится к рифтам щелевого типа, для которых характерен более умеренный по силе вулканизм.

6. История геологического развития

Геологическая история Днепрово-Донецкого авлакогена в раннем палеозое

Раннепалеозойский цикл развивался в виде обрамляющего Украинский щит кольца. На северо-востоке был расположен Днепровско-Донецкий грабен. Его нижняя в разрезе осевая зона не изучена. В основании разреза известны только девонские вулканогенно-осадочные и осадочные песчаниковые, соленосные и флишоидные формации пород. По составу осадков, начиная с девона, эта структура может быть отнесена к детейроорогенной впадине, развивающейся на докембрийском кристаллическом поднятии Сарматского щита. Наиболее мощный разрез (до 7 км) представлен карбоновыми осадками: кремнисто-карбонатными, угленосными, флишоидно-глинистыми, алевроглинистыми и соленосными. В нижней части разреза в кембрии, ордовике и силуре преобладали песчано-глинистая (гумидная) и флишоидная формации, далее в силуре и девоне развивалась глинисто-карбонатная формация. Общая мощность осадков достигала 5,5 км. В структуре платформ на протяжении ордовика отмечается дальнейшее углубление древних синеклиз, формирование новых впадин.

Под влиянием каледонского тектогенеза в фундаменте ряда платформ возникают глубокие разломы, продолжается углубление синеклиз и заложение впадин.

В начале силурийского периода после сравнительно небольшой ордовикской регрессии снова происходит трансгрессия моря, по своим масштабам почти равная ордовикской, и примерно в тех же районах. Однако во второй половине периода в связи с завершением каледонского этапа развития происходят обширные поднятия как в геосинклинальных поясах, так и на платформах. В результате развиваются регрессии, и многие территории платформ не только осушаются, но надолго, на целые периоды, приобретают континентальный режим развития.

Исследуемый регион имеет сложное слоисто-блоковое строение земная кора с отличиями скоростных характеристик по всей глубине разреза не только в трех крупных

структурах - Украинском щите, ДДВ и Воронежском массиве, но и в элементах второго

порядка.

Все локальные впадины характеризуются разными параметрами разломных зон (глубина заложения, направление падения, угол наклона). Выявленная томографическими исследованиями на глубине 30 км высокоскоростная аномалия, которая приурочена к границе Чутовской и Распашновской впадин, может свидетельствовать об активных тектономагматических процессах в этой области.

Геологическая история Днепрово-Донецкого авлакогена в позднем палеозое

В среднедевонскую эпоху начинает формироваться новый структурный план, сохранившийся в общих чертах почти до конца палеозоя и характеризовавший герцинский этап развития платформы, в течение которого преобладали погружения, особенно в восточной ее половине, а тектонические движения отличались значительной дифференцированностью. Балтийский щит испытывал восходящие движения, а на юге платформы в среднем девоне образовался или регенерировался Днепровско-Донецкий авлакоген, расчленивший юго-западную часть Украинско-Воронежского массива на южную половину (Украинский щит) и северную (Воронежскую антеклизу). Не исключена возможность более раннего» рифейского заложения этой структуры, как показывают данные ГСЗ. Максимальные погружения испытывали Прикаспийская синеклиза, Днепровско-Донецкий, Припятский и Днестровский прогибы. Особый интерес представляют девонские отложения возрожденного Днепровско-Донецкого авлакогена, где они образуют мощную толщу в его центральной части, быстро выклинивающуюся к бортам.

Средний девон (начиная с живетского яруса) и низы верхнего представлены соленосной толщей мощностью более 1 км. Кроме каменных солей в ней встречаются прослои ангидритов, гипсов, глин. В многочисленных соляных куполах на поверхность выносятся обломки известняков, содержащих фауну франского яруса. Фаменский ярус слагается очень пестрыми по составу и фациально изменчивыми отложениями: карбонатно-сульфатными глинами, мергелями, песчаниками и т.д. На крайнем западе, в Припятском грабене в фаменском ярусе, присутствуют линзы и толщи калийных солей. В межсолевых отложениях девона обнаружены месторождения нефти. Суммарная мощность девонских отложений превышает 2 км. Формирование Днепровеко-Донецкого авлакогена сопровождалось вулканизмом. Так, в районе Черниговского выступа скважинами вскрыты оливиновые и щелочные базальты, трахиты и их туфы, около 0,8 км мощностью. По-видимому, скважина «попала» в центр крупного вулкана. Проявление щелочного базальтового вулканизма имело место и в Припятском грабене. Франский век - это время раздробления фундамента авлакогена. Вулканиты верхнего девона известны и по южным окраинам Донбасса, в бассейнах рек Кальмиус и Волноваха. Наряду с песчаниками, конгломератами, известняками и аргиллита в этом районе развиты оливиновые и щелочные базальты, трахиандезито-базальты, лимбургиты, авгититы и др. Выше появляются трахилипариты и их туфы. Мощность осадочного и вулканогенного девона превышает 0,5 км. Верхнедевонские покровы толеитовых базальтов обнаружены на юго-восточных склонах Воронежской антеклизы. В соляных куполах Днепровеко-Донецкого прогиба часто попадаются обломки щелочных базальтов, указывающие на широкое развитие в нем вулканизма. В течение среднего и позднего девона во многих районах платформы имел место магматизм, продукты которого подразделяются на типичные траппы, а также щелочно-базальтовые и щелочно-ультраосновные, тяготеющие к зонам крупных разломов.

Девонский период на Восточно-Европейской платформе ознаменовался существенной 'перестройкой структурного плана, раздроблением восточной ее части и заложением ряда авлакогенов. Раннедевонская эпоха была временем почти повсеместных в живетском веке трансгрессия достигла максимума в раннефаменское время, после чего произошло сокращениеморского бассейна, его обмеление и создалась сложная картина распределения фаций с преобладанием лагунных. Дифференцированные тектонические движения сопровождались щелочным, основным, щелочно-ультраосновным и трапновым магматизмом. В начале позднего девона в Предуралье сформировались узкие (1-5 км), но протяженные (100-200 км) грабены, свидетельствующие о раздроблении коры. Среди крупнейших отрицательных структур каменноугольного периода можно назвать Днепровско-Донецкий прогиб. Тиман испытывал относительное поднятие. Наибольшим распространением в карбоне пользуются карбонатные осадки, а в подчиненном количестве находятся песчано-глинистые, Распределение фаций в каменноугольных отложениях характеризуется большой сложностью ввиду быстро менявшейся палеогеографической обстановки и прихотливости очертаний береговых линий водоемов. Каменноугольные отложения Донбасса, складчатое сооружение которого вдается в тело платформы и, по существу, не принадлежит ей, резко отличаются от таких же по возрасту отложений, как Днепровского прогиба, так и других районов Русской плиты.

Отложения нижнего карбона в составе турнейского яруса и нижнего визе, с резким размывом залегающие на докембрийских и девонских отложениях, представлены доломитами и известняками мощностью не более 0,5 км. Но начиная с верхнего визе картина резко меняется и на смену известнякам приходит колоссальная толща паралической угленосной формации верхнего визе - нижней части верхнего карбона. Эта продуктивная толща сложена чередующимися прослоями песчаников, алевролитов, аргиллитов, известняков и углей, причем на долю известняков приходится не более 1%, а на долю углей - 1,1-1,8%. Весь остальной объем толщи представлен алевролитами, аргиллитами (до 85%) и в меньшей степени - песчаниками (до 45%). Несмотря на то что пласты известняков не превышают 1- 3 м мощности, они выдерживаются на большом расстоянии и являются прекрасными маркирующими горизонтами. Отложения среднего карбона - 6 и верхнего - 3 км. Со второй половины верхнего карбона угленосность быстро падает, появляются красноцветы и разрез венчается континентальными песчано-глинистыми пестро-цветными отложениями верхов верхнего карбона - араукариевой свитой с окаменевшими стволами араукарий. Таким образом, низы нижнего карбона представлены морскими фациями, верх нижнего, средний и верхний - морскими, лагунными и континентальными. Суммарная мощность карбона превышает 10 - 12 км, а восточное г. Шахты достигает 20 км. Для каменноугольных отложений характерна ритмичность, являющаяся следствием пульсирующих тектонических движений, во время которых поднятия чередовались с опусканиями. К западу угленосность быстро сокращается, так же как и общаямощность карбона, не превышающая на западе Днепровско-Донецкого прогиба 0,3-0,5 км, но в центральных частях достигающая 12,5 км. До башкирского века включительно в этих районах преобладают морские условия осадконакопления, а начиная с московского века - континентальные. И такое чередование условий происходило сотни раз. Периоды углеобразования характеризовались влажным и жарким климатом, а в остальное время он был более сухим, но также жарким. Для каменноугольного периода необходимо подчеркнуть ясно выраженную меридиональную ориентировку главных прогибов. Восточные области Русской плиты погружались гораздо интенсивнее западных и центральных, и там господствовали условия открытого, хотя и неглубокого морского бассейна.

Позднекаменноугольная эпоха характеризовалась медленными поднятиями, в результате которых море мелело и в жарком сухом климате накапливались доломиты, гипсы и ангидриты. Но наибольшим своеобразием отличалось ранневизейское время, во время которого существовали довольно расчлененный рельеф, крайне сложная фациальная обстановка и гумидный климат, способствовавшие накоплению углей и бокситов на севере. Визейский ярус ДДВ, входящий в состав герцинского структурно-формационного комплекса, сформировался на синеклизно-миогеосинклинальном этапе тектонического развития региона - при смене тектонического режима с миогеосинклинального на платформенный (синеклизный) и играет важную роль в формировании разнообразных структурных форм осадочного чехла. Литологические типы пород, слагающие седиментационный бассейн определяются в значительной степени тектонической обстановкой его существования. Ее влияние на условия седиментации, а последних - на физические (коллекторские) свойства пород требуют от геологов детального анализа истории геологического развития региона, условий осадконакопления в них с целью выдачи прогноза развития в стратиграфическом разрезе пород с высокими коллекторскими свойствами.

В строении визейского комплекса отложений принимают участие 4 литолого-стратиграфических толщи: нижневизейская терригенно-карбонатная (XIV микрофаунистический горизонт (МФГ)), нижнетульская глинисто-карбонатная (ХІІІ МФГ), верхнетульская глинисто-терригенная (ХІІа МФГ) и верхневизейская карбонатно-глинисто-терригенная (ХІІ и ХІ МФГ). В общем, они слагают терригенно-карбонатную, кварц-каолиновую, кремнисто-карбонатную, паралическую угленосную и алевроглинистую флишоидную формации. Колебание мощностей визейских отложений ДДВпроисходит в интервале от 150-200 м на северо-западе до 2 км и более на востоке приосевой зоны, где миогеосинклинальный режим осадконакопления продолжался в течение всего визейского века. В целом для визейского комплекса, как распределение мощностей, так и фациальная зональность совершенно определенно показывают, что граница современного распространения отложений не может считаться границей области их накопления и является исключительно следствием последующих тектонических и эрозионных процессов. Визейские отложения представлены разнообразными фациальными типами от континентальных до нормально морских. Преобладают мелководно- и прибрежно-морские а также переходные фации. Тектоническая зональность предопределяла характер распределения фациальных рядов. Для приосевых частей ДДВ, представляющих собой области устойчивых опусканий, характерно преобладание морских карбонатно-глинистых и терригенно-глинистых отложений зон внешнего шельфа и пелагиали бассейна. Лишь в периоды тектонических активизаций, выразившихся в кратковременных регрессиях с перерывами в осадконакоплении, здесь формировались алеврито-песчаные отложения переходного фациального комплекса. Для прибортовых зон и северо-западного замыкании впадины характерна пестрота фациальных типов, обусловленная мелководностью бассейна осадконакопления и сложным рельефом морского дна в сочетании с активными тектоническими поднятиями на локальных участках в условиях общих эвстатических колебаний, которые вызывали чередование коротких трансгрессий и регрессий. В результате здесь формировались полифациальные толщи с диапазоном от шельфовых известняков до терригенных угленосных отложений прибрежной равнины.

Визейский этап геологического развития ДДВ представляет собой единый трансгрессивный цикл, осложненный двумя кратковременными перерывами в осадконакоплении - предверхнетульским (граница ХІІІ и ХІІа МФГ) и предалексинским (граница ХІІа и ХІІ МФГ). К концу раннетульского времени (ХІІІ МФГ) большая часть ДДВ осушается и происходит селективный размыв нижнетульских глинисто-карбонатных пород. Своеобразие образованной в это время эрозионной поверхности сильно повлияло на характер осадконакопления в позднетульское время. Осушенная шельфовая «карбонатная платформа», сложенная достаточно литифицированными породами, на которую трансгрессировало море представляла собой слабохолмистую прибрежную равнину, на которой преобладал плоскостной смыв. Береговая линия в основном совпадала с линией перегиба палеошельфа, для которой характерны умеренные углы наклона склонов. Это сдерживало расширение бассейна. С продолжением поднятия уровня моря произошел «прорыв» трансгрессии. Это привело к быстрому перекрытию карбонатных отложений раннетульского возраста существенно глинистыми отложениями без формирования четко выраженных базальных слоев. Обычные для нормальной трансгрессии обломочные образованияначали формироваться сразу же после завершения мгновенной трансгрессии в периферических частях бассейна. В результате на большой территории ДДВ за относительно короткое время образовался обширный морской бассейн. Его значительные размеры при относительной выравненности рельефа дна способствовали развитию специфических фациальных обстановок, характерных для бассейнов с застойным гидродинамическим режимом - сероводородным заражением придонных вод с соответствующими особенностями накопления породного и органического вещества.

В начале алексинского времени (ХІІ МФГ) начинается новая трансгрессия. К ее началу возникла пологохолмистая равнина. С севера и юга низменность обрамлялась относительно приподнятыми холмистыми денудационными равнинами, располагавшимися в пределах современных УКЩ и северного склона ВА. Речные системы, вероятно, были мелкими, практически без развития пойменного аллювия, и вливались в отдельные озерно-болотные бассейны, сохранившиеся от раннетульского моря. Механизм продвижения моря в это время существенно отличался от позднетульского. В предалексинское время пенепленизированная суша слагалась преимущественно слаболитифицированными терригенными породами, образовавшимися во время последней регрессии. Они интенсивно размывались наступающим морем и служили своеобразным барьером для вод бассейна. Поэтому в начале трансгрессия шла на сушу с наклоном, постепенно, и только после того, как исчерпывался обломочный материал для постройки наклонной поверхности море прорывалось на отдельных участках вглубь равнины. В прибрежно-морских фациях при перемыве и интенсивной гидродинамической сортировке терригенного материала существовали благоприятные условия для обособления песков и образования песчаных тел значительной мощности. В дальнейшем в паралических условиях при мелких регрессиях бассейна с пологим дном подводного склона образовывались обширные, иногда опресненные лагуны с широким развитием болотной растительности. В условиях зарастающих лагун формировались болотные почвы, в застойной восстановительной обстановке накапливалось органическое вещество углей. Рост локальных структур приводил к образованию отмелей, баров и песчаных островов. Малые скорости вертикальных движений способствовали формированию на перегибах и поднятиях крупных пологих сводов и валов, а также на моноклинальных склонах серий баровых тел, следующих за береговой линией. В пермский период структурный план платформы в целом наследует таковой каменноугольного периода. На западе Русской плиты пермь известна в Польско-Литовской и в Днепровско-Донецкой впадинах. В раннепермское время прогиб Большого Донбасса, зажатый между кристаллическими массивами Воронежской антеклизы и Украинского щита, подвергся интенсивной складчатости, охватившей, однако, лишь центральную часть прогиба, тогда как ее борта испытали только слабые деформации и приобрели форму пологих моноклиналей. Складчатость довольно быстро затухает в западном направлении, по простиранию прогиба.

Распространены широкие, плоские синклинали и узкие антиклинали, осложненные взбросами и надвигами. По северной окраине ДДП выделяются зоны мелкой складчатости и надвигов, по южной - сбросов, а центральная зона прогиба занята крупными линейными складками. На западе замыкание прогиба выражено Артемовской и Кальмиусской впадинами.

Климат пермского периода был жарким, временами субтропическим, но в целом характеризовался значительной сухостью. На севере преобладали условия гумидного климата умеренных широт. В начале поздней перми территория Днепровско-Донецкой впадины испытывала общее поднятие, сопровождавшееся складчатостью, сформировавшей основные черты структурного плана. В это время широкое развитие получили диапиры девонской каменной соли, прорывающие отложения карбона и нижней перми. Следующая стадия развития авлакогена характеризуется прогибанием и накоплением в течение поздней перми и большей части триаса толщи красноцветных континентальных песчано-глинистых образований и придающих сходство Днепровско-Донецкой впадине с предгорным прогибом. Эта стадия завершилась относительно слабым складкообразованием и надвиговыми дислокациями древнекиммерийской фазы.

Припятско-Днепровско-Донецкая впадина представляет собой морфоструктуру в рельефе фундамента Восточно-Европейской платформы. Ее общая протяжённость превышает 1300 км. При этом средняя ширина данной формы, например в контуре изогипсы -3,0 км, составляет всего около 100 км. Обращает на себя внимание и ее глубина. В среднем поверхность фундамента опущена в ее пределах до 8,0 км, однако в юго-восточной части она понижается до 25,0 км и ниже. Это одна из наибольших глубин, на которой в пределах Восточно-Европейской платформы располагается указанная поверхность. Данные о глубинном строении, истории формирования и развития Днепровско-Донецкого палеорифта (ДДП) обобщены в литературных источниках.

Основным составным элементом палеорифта является зарождение в среднем протерозое глубинного (астеносферного) магматического очага, генерировавшего габброидные плутоны вместе с гранитами рапакиви в субплатформенную стадию развития Украинского щита. Для ДДП, начиная с рифея, характерно двукратное формирование двухъярусной линейной рифтовой структуры, сопровождавшееся, вследствие растяжения земной коры, ее мощным дроблением и интенсивным щелочно-базальтоидным вулканизмом. Геодинамика формирования ДДП обусловлена тепловыми (до 1200-1300?) и фазовыми процессами, пульсационно возникающими в астеносферном и коро-мантийном диапирах. На ориентировку и геодинамическую активность этих процессов оказывали влияние сверхглубинные разломы. О повышении температуры в земной коре и верхней мантии в тот период свидетельствуют продукты магматизма - габброиды и граниты рапакиви. В осевойчасти ДДП наблюдался ряд положительных гравитационных аномалий (наиболее интенсивная из них - Черниговская в северо-западной части структуры), вызванных, возможно, интрузиями пород основного состава. Гравитационные максимумы были разделены гравитационными минимумами. В современном тепловом поле ДДП активизация астеносферы и ее тепловое воздействие на литосферу при образовании палеорифта не фиксируется.

7. Полезные ископаемые

С точки зрения полезных ископаемых, сформировавшихся на протяжении герцинской эпохи, наибольший интерес представляет раннепермский этап, в течение которого отложились меденосные песчаники Бахмутской и Кальмиуской котловин, а также соленосно-эвапоритовая толща. Она содержит практически неисчерпаемые запасы магниевых руд - бишофита, каменной соли, а в Бахмутской котловине также запасы калийных солей и проявления солей брома. Позднепермский этапом связаны уран-молибденовые рудопроявления в карбонатной толще среднего карбона на южном склоне Воронежского массива и раннетриасовый этапы характеризовались развитием эпигенетических зон пластового и грунтового окисления, а к зонам грунтового окисления приурочены уранобитумные месторождения и рудопроявления.

Наиболее интенсивно эндогенное оруденение в Днепровско-Донецкой впадине проявилось в раннетриасовую фазу. Барит-галенитовая и киноварь-битумная минерализация, наложенные на отложения карбона, перми и триаса, приурочены к солянокупольным структурам и их диапировой брекчии. Этот же возраст (около 200 млн. лет) имеет свинцово-цинковая минерализация в известняках карбона.

Днепровско-Донецкая впадина является крупнейшей нефтегазоносной областью Украины, в которой открыто около 80 месторождений нефти и газа. Они приурочены к палеозойским (девонским, карбоновым и пермским) и мезозойским (триасовым) породам.

Заключение

Днепровско-Донецкая впадина расположена в восточной части Украины. Началом поисково-разведочных работ на нефть и газ в восточной части Украины послужило обнаружение в 1936 г. при бурении структурной скважины вблизи г. Ромны (гора Золотуха) признаков нефти в породах кепрока соляного купола. Первоначально все геолого-геофизические работы и разведочное бурение были сосредоточены на Роменской и соседней с ней Исачкинской площадях.

Днепровско-Донецкая впадина заполнена мощной толщей девонских, каменноугольных, пермских, триасовых, юрских, меловых, палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложений. Общая мощность осадочного комплекса увеличивается с северо-запада впадины (2500 м) к юго-востоку, где кристаллический фундамент, согласно геологическим и геофизическим материалам, опущен на глубину около 10 км.

Для Днепровско-Донецкой впадины установлена сложная структура барического и температурного полей, вертикальная многоярусная зональность, обусловленная волновыми колебательными движениями. Мозаичная картина аномалий пластовых давлений прослеживается по всей впадине независимо от возраста пород, образуя линзовидные аномалии высоких и низких пластовых давлений. В падина разбита на мелкие геогидродинамические системы, т.е. блоковое строение отдельных систем разреза в пределах термодегидрационных систем,

В структуре Днепровско-Донецкой впадины отчетливо выражена продольная зональность. Выделяются три основных тектонических элемента: Центральный грабен и склоны Воронежского и Украинского кристаллических массивов, являющиеся одновременно бортовыми частями впадины. Границы между Центральным грабеном и склонами массивов, представляющими собой зоны интенсивного погружения фундамента в сторону центра впадины, выделяются как самостоятельные структурные элементы под названием зон ступенчатых сбросов и флексур или зон мобильных склонов.

Проведенные исследования в Днепровско-Донецкой впадине позволяют считать, что развитие вторичной пористости может происходить в сильно измененных гранулярных коллекторах. Этот процесс контролируется прежде всего тектонической активностью, поэтому локализация их будет более определенная, т.е. у тектонически активных разрывных нарушений, где наиболее интенсивно происходят вертикальные перетоки флюидов и нарушается геохимическое равновесие в системе порода-вода-газ. Подобное явление уже отмечено в палеозойском комплексе пород Западной Сибири, его можно ожидать и в под-солевом комплексе Прикаспия, а также в других районах.

Список использованной литературы

1. Андреева Р.И. К вопросу о внутренней структуре складчатое фундамента Днепровско-Донецкой впадины. - Сов. геол., 1961,6, с. 17-28.

2. Андреева Р.И» К вопросу о внутренней структуре складчатого фундамента Днепровско-Донецкой впадины. В кн.; Материалы по региональной тектонике СССР. М.: Недра, 1964, с. 29-34.

3. Андреева Р.И., Чирвинская М.В. Гипсометрия фундамента Днепровско-Донецкой впадины. Геол.нефти, 1958, В 6, с. 55-62.

4. Андреева Р.И., Чирвинская М.В. О гипсометрии фундамента Днепровского грабена. Геол. нефти и газа, 1961, 12, с. 31-35.

5. Антипов В.И. Развитие структуры земной коры Большого Донбасского прогиба и сопредельных регионов. Киев; Наукова думка, 1977, 212 с.

6. Бабчук Ф.Г., Беланов В.М., Белевцев Я.Н. и др. Тектоническая структура Украинского щита. Геол. журн., 1966, т. 26, Л 4, с. 3-15.

7. Балабушевич И.А. Геологическое строение Днепровско-Донецкой впадины по данным геофизических исследований. В кн.: Тр. науч. техн. совещ. по нефти, озокериту и горючим газам. Киев: Изд-в; о АН УССР, 1949, с. 219-226.

8. Баранов И.Г. Формирование структур Днепровско-Донецкой впадины и их нефтегазоносность. М.; Недра, 1965, 233 с.

Размещено на Allbest.ru