Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса

Гончаров, Алексей Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 553.57 (470.61)

На правах рукописи Гончаров Алексей Борисович

ГЕОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ФЛЮИДИЗИТОВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

Специальность 25.00.11. - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых. Минерагения.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Ростов-на-Дону 2004

Работа выполнена на кафедре месторождений полезных ископаемых геолого-географического факультета Ростовского Государственного университета

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, доктор геолого —

минералогических наук, профессор В. Н. Труфанов (РГУ)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор И. А. Богуш кандидат геолого-минералогических наук, доцент Б. А. Черников

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие ВНИГРИУголь

Защита состоится «20» октября 2004 г. в 13.00 часов на заседании специализированного Совета К. 212.208.15 по геолого-минералогическим наукам при Ростовском государственном университете по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет РГУ,ауд.201.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ростовского-на-Дону государственного университета (344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148)

Автореферат разослан сентября 2004

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор геолого-минералогических наук

В. С. Назаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди актуальных проблем социально-экономического развития Юга России большое значение имеет проблема обеспечения народного хозяйства различными видами минерального сырья.

Реструктуризация предприятий горнопромышленного комплекса и резкое сокращение объемов капиталовложений и инвестиций в геологоразведочные и поисковые работы по наращиванию запасов твердых полезных ископаемых повлекли за собой значительное снижение добычи всех видов минерального сырья и сокращение количества рабочих мест.

Необходим поиск новых путей и технологических решений, существенно снижающих себестоимость минерального сырья. Кроме того, весьма остро стоят вопросы трудоустройства геологов, шахтеров, горняков, других специалистов и работников смежных профессий и производств, высвобождающихся в результате закрытия и диверсификации угольных шахт.

Достаточный интерес в этом отношении представляют собой комплексы пород, образованных или преобразованных под действием флюидов различного состава, которые объединяются нами под общим названием «флюидизиты». Такие породы весьма часто являются отходами при добыче традиционных видов полезных ископаемых. При отработке угольных месторождений подземным способом происходит их складирование в породные отвалы, являющиеся техногенными месторождениями.

Флюидно-преобразованные породы являются потенциальным источником многих видов промышленно важных веществ и компонентов. Наряду с традиционными сферами их применения (наполнители бетона, строительные и пильные блочные камни, дорожные покрытия и др.), выявлены новые направления применения таких образований (кислотоупорное сырье, высокодисперсные руды редких элементов, облицовочные, пробирные, поделочные и ювелирные камни).

Однако особенности формирования и перспективы практического использования таких нетрадиционных видов минерального сырья до сих пор остаются недостаточно изученными, что в значительной мере обуславливает необходимость разработки научной основы их прогнозирования и оценки перспектив практического использования.

Цель и основные задачи исследований. Цель работы - установление геолого-структурных, минералого-геохимических и термобарогеохимических условий формирования углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса как нового вида минерального сырья, разработка на этой основе их генетической классификации и оценка перспетив практического использования.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• генетическая типизация флюидизитов в зависимости от структурно-тектонической обстановки и физико-химических условий их формирования;

• определение термобарогеохимических параметров формирования флюидизитов и создание генетической модели эволюции минералообразующих флюидных систем;

• проведение комплексных геолого-стр'ктурных, минергшагхукхрографических и геохимических исследований флюидизирова!ПЩх пород ИЗ1 р23н£№'т>оявлений;

разработка методики опробования

| ' С.Петербург , \^

I оэ гоэуактбг^

различных типов флюидно-преобразованных угленосных пород Восточного Донбасса;

• прогнозирование возможных направлений использования флюидогенно-измененных угленосных пород Восточного Донбасса.

Фактический материал и методика исследований. В основу диссертации положены материалы полевых работ, а также результаты лабораторных исследований проб пород, неизмененных и измененных под действием флюидов различного состава, отобранных в процессе полевых работ.

При написании работы были использованы и проанализированы фондовые материалы в виде геологических отчетов по разведке и доразведке карьеров нерудных полезных ископаемых и шахтных полей Белокалитвенского, Краснодонецкого и Тацинского углепромышленных районов, обобщены результаты технических анализов углей и углевмещающих пород, а также сведения по рентгеноструктурной и вакуумнодекриптометрической диагностике минеральных компонентов этих пород, любезно предоставленные сотрудниками геолого-географического факультета РГУ (В. Г. Рылов, Н. И. Славгородский).

Автором осуществлено детальное опробование зон флюидизации 14 карьеров и естественных обнажений центральной части Восточного Донбасса (Белокалитвенс-кий, Краснодонецкий и Тацинский углепромышленные районы), 2 разведочных скважин колонкового бурения, пройденных в рамках проекта «Углеметан» НТП «Недра России». Также были использованы материалы маркшейдерской службы Краснодонецкого шахтоуправления и ЮГУГП «Южгеология». Места отбора проб сопровождались фотодокументацией. Из отобранных проб изготовлено и изучено 147 прозрачных шлифов, 73 аншлифа, выполнено более 900 элементо-определений методами спектрального анализа. В процессе термо-барогеохимического моделирования использовались результаты детальных вакуумнодекриптометрических и газово-хроматографических анализов (более 300 проб флюидизитов), выполнявшиеся в лаборатории "Геотехцентра - Юг" РГУ. Рентгенографическим способом изучено 20 проб, из них в общем режиме 9, в оптимальном 11. Исследованиям механических свойств по полному или сокращенному комплексу было подвергнуто порядка 60 образцов. Геммологическими методами было исследовано 28 образцов.

Научная новизна работы заключается в том, что автором впервые:

• разработана методика комплексных исследований и усовершенствована методика компьютерной визуализации микрообъектов при минералогических и петрографических работах, направленных на геолого-технологическое изучение и прогнозирование направлений практического использования флюидизитов;

• установлены термобарогеохимические параметры генезиса углеродсодержащих флюидизитов и условия региональной и локальной флюидизации углевмещающих пород;

• разработана вертикальная модель эволюции минералообразующих флюидных систем, формирующих различные типы флюидизитов;

• установлена металлогеническая специализация флюидизитов, выявлены причины и условия концентрации цветных, редких и благородных металлов в угольных пластах и углевмещающих породах, подвергшихся процессам флюидизации;

• создана генетическая классификация углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса и определены основные направления их практического использования.

Практическая ценность состоит в том, что на основе проведенных исследований и разработанной генетической классификации углеродсодержащих флюидизитов определены основные направления использования этого нетрадиционного вида минерального сырья в различных областях народного хозяйства.

Полученные результаты полностью отвечают поставленным Администрацией Ростовской области целям и задачам по использованию нетрадиционного минерального сырья для обеспечения занятости населения и оздоровления экологической обстановки в горнодобывающих районах Восточного Донбасса и «Программе антикризисных мер в угольной промышленности Ростовской области на основе использования угля и сопутствующих ему полезных ископаемых (Уголь Дона)».

Основные защищаемые положения.

1. Разработана и применена на практике методика исследований углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса, основанная на детальном геолого-структурном анализе условий их локализации, определении вещественного состава и термобарогеохимических условий формирования с применением современных методов компьютерной диагностики и визуализации геологических объектов на макро-и микроуровне их организации.

2. Впервые разработана генетическая классификация флюидизитов Восточного Донбасса, среди которых выделяются две основные группы: высокоуглеродистые восстановленные и низкоуглеродистые окисленные разности. Как первая, так и вторая группы подразделяются на локальные и региональные. К локальным восстановленным флюидизитам относятся высокоуглеродисто-кремнистые образования, углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии), фтаниты, кварц-полисульфндные флю-идизиты. Региональные восстановленные разности представлены прогрессивным и регрессивными флюидизитами угольных пластов.

Группа локальных окисленных флюидизитов включает кварцевые, карбонатные и кварц-карбонатные жилы и связанные с ними метасоматиты. К региональным окисленным флюидизитам относятся окварцованные песчаники.

3. Определены пространственно-временные закономерности формирования различных генетических типов флюидизитов. Образование высокоуглеродистых восстановленных разностей происходило на ранних этапах становления Донецкой геосинклинали, и было связано с глубинными долгоживущими разломами, по которым осуществлялся транспорт мантийных и внутрикоровых флюидов, взаимодействующих с угольными пластами, углистыми сланцами на глубинах, не превышающих 2 км, в результате проникновения в слабоуглеродистые осадочные толщи гидротермальных и гидрогенных минералообразующих флюидов. Низкоуглеродистые окисленные флюи-дизиты образовывались на инверсионном этапе формирования Донбасса и в периоды тектоно-магматической активизациирегиона.

4. В результате комплексных термобарогеохимических исследований установлено, что образование высокоуглеродистых восстановленных «флюидизитов происходило при температуре 300 - 500°С и давлений до 3000 бар, низкозтлеродистых

окисленных - в интервале температур 30 - 250°С и давлений 50 - 350 бар. Восстановленные разности образовались под действием преимущественно метановых и водно -метановых флюидов, тогда как в образовании окисленных флюидизитов принимали участие углекислотно-водные и паро-водные флюиды.

5. Определены металлогенические особенности каждого генетического типа флюидизитов. Для окисленных характерно повышенное содержание Аи, И, /п, Ва, Сг, Аз, 8г, для восстановленных - Ag, И, Mg, N1, Бе, Мо, РЬ, Мп, /п.

6. Определены направления дальнейшего изучения и комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса с учетом всех проведенных исследований.

Мраморные ониксы, прозрачный кварц, флюорит, кварц-полисульфидные флю-идизиты можно использовать как камнесамоцветное сырье. Высокоуглеродистые флю-идизиты пригодны для изготовления различных кислотоупорных конструкций, а некоторые разности - для изготовления высококачественных пробирных камней.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из 7 глав, введения и заключения, содержит 161 страницу текста, 51 рисунок, 14 таблиц. Список литературы включает 85 наименований. Демонстрационная графика выполнена на 10 листах. Результаты визуализации исследования флюидизитов получены с применением современных компьютерных технологий.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на III Всероссийской школе по компьютерным технологиям и обучающим программам в геологии (Ростов-на-Дону, 2000 г.), на V Международной конференции «Новое в науках о Земле» (Москва, 2000 г.), на IV Всероссийской школе по компьютерным технологиям и обучающим программам в геологии (Солоники, 2001 г.), на IV Всероссийской литологической школе молодых ученых, действующей в рамках ФЦП "Интеграция" (Новочеркасск, 2001 г.), на V Всероссийской школе по компьютерным технологиям и обучающим программам в геологии (Солоники, 2002 г.), на VI Международной конференции «Новое в науках о Земле» (Москва, 2003 г.), на XI Международной конференции по термобарогеохимии (Александров, 2003), обсуждались и докладывались на заседаниях кафедры месторождений полезных ископаемых геолого-географического факультета РГУ.

Материал диссертации использовался для написания глав в отчетах по Федеральной целевой программе «Интеграция» (проект К-0871) и по проекту «Углеметан» НТП «Недра России» на примере Краснодонецкого геолого-промышленного района Восточного Донбасса,

Всего по теме диссертации автором опубликовано 14 работ в различных изданиях.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, Заслуженного деятеля науки РФ, профессора В. Н. Труфанова, которому автор выражает особую благодарность и глубокую признательность. Важнейшие аспекты работы обсуждались с сотрудниками кафедры МПИ РГУ, ВНИГРИУголь, ЮРГТУ (НПИ) — проф. Ю. Г. Майским, проф. Г. К. Хрусталевой, проф А. А. Тимофеевым, доц. В.Г. Рыловым, доц. М.И. Гамовым, доц. Н. В. Грановской, доц. И. И. Сендецким, доц. М. Ю. Черненко, доц. С. И. Сьяном, канд. геол.-мин. наук Н. И. Славгородским и другими. Непосредственную помощь в проведении аналитических исследований оказали

сотрудники межкафедралыюй аналитической лаборатории РГУ С. В. Елисеева, С. П. Букатова, Н. Л. Автушенко, термобарогеохимической лаборатории КМПИ Л. В. Труфанов, Ф. В. Мещанинов. Всем им автор выражает свою благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. История развития взглядов на процессы флгоидогепного изменения угленосных пород Восточного Донбасса.

Основоположником теории флюидизации горных пород в земной коре принято считать В. И. Вернадского, показавшего (1920 — 1935 г.г.), что и синтез, и разложение воды в земной коре происходят постоянно в большом масштабе при взаимодействии минералов, вадозных, метаморфогенных и магматических газов. Дальнейшее развитие эти идеи получили в 50-х - 60-х г. г. прошлого века в работах Л. А. Маракушева, А. И. Кривцова, Л. Л. Перчука, В. Н. Ларина, Г. Л. Поспелова и многих других исследователей, которые детально рассматривали процессы флюидно-метасоматического изменения осадочныхи метаморфических пород с позиции физической химии и неравновесной термодинамики.

В период 1970 - 1980 г. г. проблемам минералогии и особенностям гидротермального рудообразования Донбасса посвящено множество работ Логвиненко Н. В., Лазаренко Е. К., Панова Б. С, Грубы В. И., Павлишина В. И., Ивантишиной О. М., Гаврусевич И. Б., Зинчук И. Н., Калюжного В. А., Щирицы А. С. и других авторов. Наиболее значимыми результатами этих работ представляются важные выводы о механизме преобразования глинистых минералов угленосных бассейнов под воздействием глубинных флюидов, о балансе привноса-выноса петрогенных элементов, о температурных и барических условиях гидротермального рудогенеза.

В. Н. Труфановым совместно с П. Ф. Иванкиным в конце 80-х годов выдвинута и интенсивно развивается в настоящее время концепция о широкомасштабных процессах углеводородной флюидизации ископаемых углей и их важной роли в металлогенической специализации угленосных бассейнов. Сотрудниками Геотехцентра-Юг и Кафедры месторождений полезных ископаемых: РГУ (Ю. Г. Майский, М. И. Гамов, В. Г. Рылов, Н. В. Грановская, А. В. Труфанов и др.) проведены масштабные термобарогеохимические исследования этих процессов, показана их определяющая роль в формировании метанообильных зон выбросоопасных участков в угольных месторождениях.

С начала 90-х годов на проблему флюидной проработки углей и углевмещающих пород Донбасса обращают внимание не только геологи-рудники, но и многие ученые, специализирующиеся на проблемах угольной и нефтегазовой геологии. В ряде фундаментальных работ В. Е. Хаина, В. И. Старостина, А. Н. Дмитриевского (1993 -1999 г. г.) развиваются идеи о флюиднодинамических системах, широко развитых в угленосных бассейнах авлакогенного типа, к числу которых относится Восточный Донбасс.

Наряду с трудами отмеченных авторов, в которых рассматриваются механизмы глубинного происхождения флюидов и привноса элементов, в работах В. Н. Холодова, О. В. Япаскурта и др. рассматривается возможность местного возникновения флюидов и перераспределения разных элементов на различных этапах осадкопакопления,

диагенеза и метаморфизма осадочных толщ.

В связи с пересмотром некоторых аспектов формирования Донецкого угольного бассейна, а также поиском и разведкой новых месторождений традиционного и нетрадиционного минерального сырья, в настоящее время наиболее продуктивным, с нашей точки зрения, видится комплексный подход к проблеме кремнезем-углеводородной флюидизации как угольных пластов, так и угленосных осадочных толщ в целом,

С этих позиций автором настоящей работы изучены и классифицированы специфические флюидогенные породы, образованные под воздействием различных по составу газовых и жидких растворов, характерной особенностью которых является постоянное присутствие восстановленных и окисленных форм углерода. П. Ф. Иванкиным для обобщенного наименования таких пород предложен специальный термин - углеродсодержащие флюидизиты, который достаточно широко используется геологами — специалистами как в угольной, так и в рудной геологии. Результаты исследований флюидизитов Восточного Донбасса, различных по своему генезису и составу приведены в данной работе.

2. Методика исследований.

Методика проведения исследований флюидизитов определялась поставленными задачами, для решения которых автором был выполнен комплекс системных исследований, включающий сбор, обобщение и анализ литературных и фондовых материалов, полевые, лабораторные и экспериментальные исследования, компьютерную обработку и интерпретацию полученных данных.

На этапе подготовки к проведению полевых исследований в камеральных условиях был осуществлен анализ геолого-структурных факторов формирования и локализации флюидизитов. Данные, полученные при анализе литературных и фондовых источников, а также имеющегося картографического материала, были вынесены на карту района работ масштаба 1:50000. При составлении данной карты уделялось особое внимание сведениям о находящихся на исследуемой площади задокументированных разрывных нарушениях, проявлениях интрузивной и гидротермальной деятельности, а в районах проведения шахтных выработок - о выбросоопасных участках угольных пластов, так как все эти факторы либо служат источниками, либо являются косвенными признаками действия флюидных систем.

Полевое изучение проводилось с таким расчетом, чтобы наиболее полно охарактеризовать геолого-структурных позиций флюидизитов, принадлежащих к разным генетическим группам, а внутри этих групп установить морфологические и петрологические особенности их формирования. При изучении карьеров и естественных обнажений особое внимание уделялось выявлению пород, образованных или преобразованных под действием флюидов различного состава. Тщательно опробовались и документировались жильные комплексы и зоны разрывных нарушений, виды их контактов и степень измененности вмещающих пород, изучались метасоматические преобразования и вторичное окварцевание. В процессе полевых работ автором было произведено детальное опробование 14 карьеров и коренных обнажений и 10 отвалов угольных шахт.

Опробование угольных пластов производилось пластово-дифференцированным

способом. Вмещающие породы, в случае их большой мощности, при однородном литологическом составе, опробовались точечным способом с отбором проб через 0,5 - 1,0 метр. Всего было отобрано 247 проб, в том числе флюидизитов по жилам и пластам -158, в породных отвалах - 89. Отбор проб производился стандартным точечным методом вкрест простирания и по простиранию жильных комплексов и вмещающих пород, который сопровождался фотодокументацией.

Минералого-петрографические исследования прозрачных шлифов и полированных препаратов проводились с применением поляризационных микроскопов МИН-8, 9 и ПОЛАМ - Л- 213, а искусственных шлихов-протолочек при помощи бинокулярного микроскопа МБС - 10. В качестве индикаторных морфогенетических признаков изучаемых минеральных агрегатов фиксировались следующие параметры: форма выделения, контуры, характер поверхности, размеры, рельеф, отражательная способность и цвет зерен (в воздушной среде и в масляной иммерсии), эффект анизотропии при скрещенных николях и др.

Оптико-микроскопические исследования сопровождались фотодокументацией объектов с применением методов электронного сканирования и современных компьютерных технологий. Нами разработана и опробована методика получения изображения исследуемых образцов с микроскопов и бииокуляров различных моделей непосредственно на монитор компьютера. Для упрощения проведения петрографических исследований был разработай метод прямого цифрового сканирования прозрачных шлифов в проходящем и поляризованном свете без применения микроскопов.

Вакуумно-декриптометрический анализ (ВДА) базировался на регистрации эффектов деструкции системы "минерал- флюид" в результате их нагревания в вакууме и резкого возрастания давления в вакуолях после достижения температуры гомогенизации содержимого газово-жидких включений. Исследования проб угля и вмещающих пород проводились на малосерийных декриптографахтипа ВД-5 в режиме непрерывного (20 °/мин) нагревания до 1000 °С навесок массой 20-100 мг, помещенных в вакуумированную капсулу, с одновременной регистрацией эффектов газовыделения и построением вакуумных декрипто- и хроматограмм на ПЭВМ. По вакуумным декриптограммам определялись температуры максимумов газовыделеий и рассчитывались энергетические Б-показатели флюидоактивности флюидизитов по методике, предложенной В.Н. Труфановым и др. (1992).

При минералогических исследованиях применялись методы термического и рентгенофазового анализов. Условия выполнения термического анализа стандартные: воздушная атмосфера, открытый платиновый тигель, термовесовая шкала (ТГ) - 1000 мг, скорость нагревания 20°/мин. (равномерная до 1000 °С), навеска — 50 — 100 мг. Рентгенофазовый анализ производился в лаборатории физического факультета РГУ на рентгеновской установке ДРОН - 2.0, оснащенной сцинтиляционным счетчиком. Всего рентгенографическим способом проанализировано 20 проб.

Химико-аналитические исследования включали в себя: теханализ флюидизированных углей (зольность, сернистость, влажность, выход летучих компонентов и др.), полуколичествениый и количественный снектраль-пые анализы

вмещающих пород, силикатный анализ главных породообразующих компоне!ггов (SiO2; А1203; Fe2O3; FcO; CaO; MgO; KjO; NaAO; P2O5; SO3 и Н2О). Определение валового химического состава пород осуществлялось сотрудниками Межкафедральной лаборатории геолого-географического факультета РГУ в соответствии с действующей инструкцией 163-Х «Унифицированные методы анализа силикатных горных пород с применением комплексонометрии» по ГОСТ 2642.0-81 и ГОСТ 10538-87.

Определение механических свойств проводилось по полному или сокращенному комплексу исследований в ЦХЛ 1111 Южгеологии. Полный комплекс исследований включал определение естественной влажности, объемного и удельного веса, пористости, прочности на сжатие перпендикулярно и параллельно слоистости пород, коэффициента крепости по М. М. Протодьяконову, модуля упругости, прочности пород в водонасыщенном состоянии. Сокращенный комплекс исследований включал определение объемного веса, прочности на сжатие и растяжение перпендикулярно слоистости, коэффициента крепости по М. М. Протодьяконову.

Некоторые из изученных флюидизитов, обладающих высокими декоративными свойствами были изучены методами геммологии, включающими определение оптических констант, плотности, цвета люминесценции, цвета образцов по международным цветовым шкалам. При этом использовались специальные приборы и оборудование: геммологический рефрактометр, полярископ, спектроскоп, дихроскоп, источник УФ-света и др.

Обработка результатов анализов производилась с использованием современных средств вычислительной техники и математического программного обеспечения.

3. Геолого-структурные условия формирования флюидизитов Восточного Донбасса.

3.1. Структурно-тектоническое районирование.

Исследуемый район расположен в юго-восточной части Донецкого складчатого сооружения и в структурном плане является частью Восточной зоны полной складчатости. Данная зона состоит из большого числа однотипных складок, подчиненных единому плану и следующих в разрезе одна за другой при общем одинаковом развитии синклиналей и антиклиналей. Из наиболее крупных структур выделяются Белокалитвенская, Жирновская и Краснодонецкая брахисинклинали, разделенные Исаевской и Екатерининской антиклиналями, которые простираются почти в широтном направлении. Крупные структуры осложнены более мелкими дисгармонически-неравномерными малоамплитудными складками. Широко распространенны флексуры, к которым приурочены разрывные нарушения или зоны неустойчивых интенсивно трещиноватых пород, являющиеся наиболее вероятными путями миграции минералообразующих флюидов.

3.2. Литология и стратиграфия

В геологическом строении исследуемого района участвуют породы каменноугольного, мелового, палеогенового и четвертичного возраста.

33. Разрывные нарушения.

В свете рассматриваемой проблемы разрывные нарушения представляют огромный интерес, так как они являются каналами, служащими для транспортировки глубинных расплавов и флюидов.

Глубинные разломы. Формирование разломов, шло на ранних этапах заложения

геосинклинального прогиба в позднепалеозойский этап развития. На данной стадии, в условиях растяжения авлако-геосинклинали, происходила активизация продольных субширотных разломов, примерами которых на изученной территории могут служить Северодонецкий и Алмазный. Для них характерны резко восстановительные условия, в которых формировались высокоуглеродистые кремнистые флюидизиты.

Флюидизиты данного типа образовывались на глубине примерно 2 - 3 км [27], где из нижних (более глубинных) частей разломов в зонах высокотемпературного «кремнево-щелочного метаморфизма» происходил вынос из осадочных толщ магния, железа, кальция, марганца и титана, которые затем отлагались в вышележащих горизонтах. Этот тип метасоматоза характеризуется метановой флюидной средой и температурами минералообразования 300 - 500°С, иногда доходящими до 800°С. Для пород характерно сильное потемнение (до черного), повышенная рассланцовка и упрочнение. В приразломных зонах дробления, подвергшихся кварц-углеродистой флюидизации, образуются черные кремнистые тектониты. В них в разных соотношениях содержится высокоуглеродистый милоиитовый цемент (от 30 до 80%) и обломки метаморфизоваиных вмещающих осадочных пород. Часто в тектонитах наблюдаются кварцевые прожилки и рассеянная сульфидная минерализация.

Надвиги, сбросы и сбросо-сдвиги. Надвиги в Восточном Донбассе образовались в региональных или местных условиях горизонтального сжатия, т.е. в тех же условиях, в которых образуется складчатость. Известно, что надвиги являются исключительно приповерхностными тектоническими образованиями и в кристаллический фундамент не проникают. В Донбассе надвиги образовались в заключительную стадию позднепалеозойского этапа.

Сбросы и сбросо-сдвиги так же образовались в позднепалеозойский этап, но в результате растягивающих движений. По данным В. 3. Ершова в Донбассе встречаются сбросы длительного конседиментационного развития.

Обстановка флюидизации пород изменяется в сторону окислительной. Здесь преобладают метаново-углекисло-водные флюиды. Для данного типа разрывных нарушений характерны, как и в зонах глубинных разломов, тектониты, но со своеобразным составом, текстурой и структурой. В зонах окисления породы приобретают светлый оттенок, за счет окисления углерода. Они, как правило, непрочные с реликтовой брекчиевой текстурой или бесструктурные. При частичном окислении углерода цементирующая милонитовая масса приобретает пятнистую окраску. В случае переотложения компонентов, иногда образуются специфические стяжения кремнезема, микропрожилки гадроксидов железа и т.п. Как правило, флюидизиты, образованные в подобных условиях, имеют сульфидную и золоторудную минерализацию. В случае флюидной проработки углей и высокоуглеродистых пород возможно образование антраксолитов.

Малоамплитудныеразрывныенарушения. Малоамплитудиыми часто называют разрывные смещения с амплитудой, превышающей мощность рабочих угольных пластов, но меньшей 10 - 15 м, при которой они не поддаются разведке скважинами. Малоамплитудные разрывные смещения являются атрибутами структуры отдельных элементов складок или дополнительными дислокациями крыльев надвигов или нормальных сбросов. Большинство из этих разрывных нарушений образовалось в

Pue. 1. Классификация флкшлшитов Восточного Донбасса.

заключительную стадию позднепалеозойского этапа развития Донецкой складчатой системы и последующий мезозойский этап активизации.

С подобными разрывными нарушениями, связана окислительная обстановка минералообразования. Флюиды, в зависимости от глубины пстрогенезиса, представлены высоко- и низкотемпературными гидротермальными растворами. С разрывными нарушениями описываемого типа связано образование светлоокрашенных жильных кварц-карбонатных флюидизитов. Во флюидизитах заметно уменьшается содержание никеля, титана, ванадия и хрома, и увеличивается - меди, свинца, галлия, скандия, иттрия, стронция и бария, что указывает на большую зависимость флюидов от кислых магм, чем от основных.

Внутрипластовые тектонические нарушения—секущие трещины и трещины послойного сдвига. Наиболее распространенная форма таких нарушений - мелкие (первые см) трещины, встречающиеся в изобилии в породах и углях. Высокая трещиноватость создает благоприятные условия для проникновения флюидов и для процессов метасоматоза. Образование трещин происходило многостадийно с одновременным участием нескольких механических факторов во все этапы тектоногенеза. С данными тектоническими нарушениями связан генезис как высокотемпературных (до ЗЗО°С), так и низкотемпературных (80 - 120°С) гидротермальных образований. Преобладающая светлая окраска жильных тел указывает на окислительные условия минералообразования. Наиболее распространенными флюидизитами данного типа являются карбонатные и кварцевые прожилки и жилы небольшой мощности (первые сантиметры) с сульфидной минерализацией.

3.4. Магматизм.

Проявления магматизма в палеозойской толще Донбасса отмечаются главным образом в южных тектонических зонах. В исследуемом районе интрузии достаточно редки и представлены небольшими по размеру (десятки, реже первые сотни метров) дайками и штоками среднего состава. Возраст и взаимоотношение этих даек с палеозойскими структурными формами бассейна окончательно не выяснены и освещаются в печати по-разному.

За пределами района работ, развиты контактово-метасоматически преобразованные породы, описанный ранее Н. В. Грановской, Г. В. Зеленщиковым и др. Образование контактово-метасоматических флюидизитов происходило при внедрении в палеозойские осадочные толщи среднеюрских даек андезитового, трахиандезитового и андезитобазальтового состава, а также, более молодых даек лампрофиров. Терригенные толщи в поле развития интрузивов преобразованы метасоматическими процессами (серицитизация, окварцевание, карбонатизация и др.) с образованием золото-полисульфидно-кварцевой минерализации.

3.4. Метаморфизм.

Одной из особенностей каменноугольной толщи, как исследуемого района, так и всего Донбасса, является низкий уровень ее метаморфизма при значительной дислоцированное™, обилии дизъюнктивных нарушений сдвигового и взбросо-надвигового типов и достаточно высоких температурах (свыше 300 - 400°С) минералообразования.

Широкое распространение при изменениях углеродистых пород приобретают

процессы рассеянного сульфидно-углеродистого метасоматоза, щелочно-кремневого их замещения и др. Кристаллизация вторичных динамометаморфических минералов в науглероженной алюмосиликатной среде всегда угнетена и потому даже глубоко преобразованные породы имеют очень тонкозернистое строение, производя внешнее впечатление пород не измененных (углисто-глинистые алевропелиты, различные черные сланцы и др.).

В Восточном Донбассе проявились процессы как локального, так и регионального метасоматоза и флюидизации угленосных пород, имеющие различные формы проявления. Более углубленное изучение флюидизитов, образовавшихся по углям и углевмещающим породам показало, что в зависимости от состава и структурно-тектонического положения пород, они испытали более глубокие преобразования, чем считалось ранее.

Результаты повторной проработки кремнекислотой проявляются в форме тонкодисперсного окремнения аргиллитов, рассеянного порфиробластического окварцевания глинистых сланцев, алевролитов и алевро-песчаников. В результате различной интенсивности данных процессов, образуется широкий спектр измененных пород.

4. Вещественный состав и минералого-петрографическне особенности флюидизитов.

Все изученные нами образцы по степени окисленности углерода были разделены на две группы: высокоуглеродистые восстановленные и низкоуглеродистые окисленные (рис. 1).

4.1. Литолого-петрографическая характеристика вмещающих пород.

Каменноугольные отложения Белокалитвенского района, представляющие наибольший интерес при изучении процессов флюидизации, сложены мощной (около 4000 м) довольно однообразной толщей часто чередующихся алевролитов и аргиллитов с песчаниками и известняками, среди которых в виде сравнительно маломощных пластов залегают угли (от 0,2 до 1,5 м). Вся толща дисгармонически-неравномерно смята в складки и во многих местах разорвана нарушениями, среди которых преобладают преимущественно нарушения сдвиговой и взбросо-надвхгговой природы.

42. Высокоуглеродистые флюидизиты.

Высокоуглеродисто-кремнистые флюидизиты на 85 - 88 % состоят из

кремнезема. Как правило, он представлен криптокристаллическим кварцем или микроглобулями халцедона, которые облекают чешуйки углеродистого вещества (около 5 — 12 %). По данным П. Ф. Иванкина и др., подобного рода углеродистые выделения характерны для зон, подвергшихся флюидной переработке, с притоком неорганического (глубинного) углерода. Исследования показали, что часть включений представлена антраксолитом, а часть — бесструктурным углеродистым веществом типа шунгита.

Около 1 - 2 % составляют кристаллики кварца размером до 1-1,5 мм, 3 - 4 % - зерна магнетита, размер зерен которого от 0,2 до 0,8 мм. Около 5 - 8 % приходится на долю сульфидов, представленных, в основном, пиритом. Часто он образует кристаллы правильной кубической формы. Размер их колеблется от сотых долей миллиметров до нескольких сантиметров.

На изучаемой территории высокоуглеродисто-кремнистые о5разования в коренном залегании отмечались геологической службой КДШУ при проходке шахтных

полей шахтами № 10, 13, 16, 17, Садкинская Восточная, а так же, в районе г. Новошахтинска (шахты Соколовская, Западная Капитальная).

Формирование высокоуглеродисто-кремнистых образований приурочено, как правило, к крупным долгоживущим глубинным разломам. Высокоуглеродисто-кремнистые флюидизиты слагают либо быстро выклинивающиеся по простиранию массивные линзы и уплощенные тела, залегающие согласно с вмещающими терригенными породами, либо обломки разной величины, входящими в состав высокоуглеродистых тектонитов.

Химико-аналитические исследования показали, что в данном типе флюидизитов отмечается высокое содержание железа (до 20000 г/т), титана (2350 г/т), молибдена (20,1 г/т), цинка (265 г/т).

Фтаниты. Породы от темно-серых до черных, иногда с тонкими (первые миллиметры) кварцевыми прожилками, массивные, часто достаточно хрупкие, с раковистым изломом. Отмечается биминеральное кварц-углеродистое строение с преобладанием микрофельзитовой структуры. Среди криптокристаллического кварца (~ 93 - 95 %) находится рассеянное углеродистое вещество (~ 3 - 4 %). Установлено высокое содержание свинца (65 г/т).

Проявления фтанитов отмечаются на шахтах Соколовская, Западная Капитальная и Садкинская Восточная. Тело фтанитов вскрыто при проходке разведочной скважины колонкового бурения ГТД-4.

Углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии) -темноокрашенные породы, с разными по величине (от первых миллиметров до первых десятков сантиметров) обломками разной степени «окатанности» (от резко угловатых до вытянутых округленных). Кремнезем составляет 72 - 90%, углерод - 2 - 12%. Достаточно высоко в исследуемых образцах содержание железа (18530 г/т), титана (2800 г/т), свинца (67 г/т), цинка (220 г/т), скандия (20 г/т). Для данных флюидизитов характерна сульфидная минерализация. Во многих образцах отмечаются желваки и стяжения, а также, отдельные зерна пирита. Размер некоторых желваков достигает 8 - 10 см.

Под микроскопом/ цемент флюидизит-брекчии преимущественно кварцевого и халцедонового состава с тонко рассеянным углеродистым веществом. В кремнистом цементе гранобластовой микроструктуры в небольших количествах заключены зерна других минералов. Среди них зерна кварца размером 0,3 - 0,8 мм ~ 1 %, сфена - 1 - 2 %, единичные кристаллики циркона, апатита и чешуйки мусковита.

Проявления данных флюидизитов отмечаются на шахтах № 10, 17 Краснодонецкого шахтоуправления и шахты Садкинская-Восточная.

Углеродисто-кремнистые тектониты — продукты флюидизации углеродистых осадочных пород, состоящие из обломков этих пород и обломков высокоуглеродисто-кремнистых флюидизитов, сцементированных кварц-углеродистым цементом. Часто образования данного типа имеют форму инъекционных тел и закономерно размещаются в тектонических структурах инверсионного типа.

Прогрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов — флюидизированиые угли высоких степеней метаморфизма. Наряду с мозаичной сменой марок углей, свидетельствующей о процессах восстановительной углеводородной

«дз

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

Н изкоуглеродистые флюидизиты

со

Высоко углеродистые флюидизиты

пт\

шш

■■ со

> со;,-.

ИЗЖЕН

н;

Ре, П, N1, Мп, РЬ, Аё

Ре, "Л, Мо, РЬ, га, Мп

, П, Сг, Аэ, 7л, Бг, Ва, Ag, Ац

а"

-1—>—I—I—I—--1—:—г I-1-г

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

..•г

да*'

1400 1600 1800 \

Рис. 1. РТХ-диатрамма флюидизитов Восточного Донбасса.

Т-1 I I

2000 2500

ЗООО Р, 6

?5 Кварцевые, кварц-карбонатные и карбонатные жильные тела. О Метасоматигы, связанные с жильными комплексами. ООкварцованкые песчаники. О Кварц-полисульфидные флюидизиты. ©Прогрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов.

©Регрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов. О Углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии). ©Фтаниты.® Высокоуглеродисто-крсмнистые образования.

флюидизации, в углях высоких степеней метаморфизма отмечается много минералов несомненно вторичного метасоматического происхождения.

Наиболее распространенными являются регенирировнные зерна кварца (до 2,5% общей массы в некоторых изученных образцах). Их размер колеблется от сотых до десятых долей миллиметров. Довольно часто они имеют правильную кристаллографическую огранку. Также достаточно часто (до 1%) встречаются зерна кальцита, апатита и пирита. Причем некоторые из этих минералов кристаллизовались неоднократно. В некоторых исследуемых образцах наблюдается несколько генераций пирита. Форма выделений - от микрокристаллов (сотые доли миллиметра), образующих линзовидные скопления до монокристаллов (первые сантиметры), встречающихся самостоятельно или слагающих крупнозернистые жильные агрегаты. Также, на многостадийную кристаллизацию указывают ранние плойки витринита раздробленные, смещенные и сцементированные более поздней углеродистой массой.

Зоны флюидизации углей и углевмещающих пород отмечаются на большинстве шахт Краснодонецкого шахтоуправления, на шахте Садкинская Восточная и других шахтах района, на Апанасовском карьере.

Регрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов - различные промежуточные, формы между антраксолит-керитом и нефтебитумами, а также смолоподобные и жидкие углеводороды, тонкодисперсно распределяющиеся в массе угля. Углеводородные вещества битумного ряда отмечаются, как правило, в углях средних частей угольного ряда, сформированных в температурном интервале, свойственном условиям синтеза жидких углеводородов. Поэтому правомерно предположить, что подобные угли, если не полностью, то в какой-то своей значительной части являются продуктами наложения регрессивной флюидизации на угли разных типов. Во многих исследованных пробах флюидизирсванных углей нефтсбитумы присутствуют в качестве весьма типичных и обычно более поздних образований, заполняющих микротрещины и поры.

В измененных углях накапливались Аи, 8е, Щ, Си, РЬ, 2п, а вокруг них происходил частичный вынос серы, кремнекислоты, карбонатов, глинозема с приобретением углем специфических гидрофобных свойств.

На изучаемой площади проявления регрессивного метаморфизма наблюдались на шахтах «Синегорская», «Краснодонецка», № 17 КДШУ.

Высокоуглеродистые кварц-полисульфидные флюидизиты отмечаются в углях и углевмещающих породах в виде линзовидных скоплений мощностью до 20 см и длиной до 60 - 70 см. Сульфиды, в основном (98%), представлены пиритом, который отмечается как в виде достаточно крупных (до первых см) монокристаллов, так и в виде микрокристаллических скоплений.

Породы в зонах скопления сульфидов достаточно прочные, что связано с окварцеванием зон сульфидизации. Окварцованные участки на 3 - 10 см шире сульфидизированных, а по простиранию могут быть бессульфидными, соединяя при этом сульфидные линзы.

Как правило, в скоплениях сульфидов прослеживаются текстуры флюидального течения с четко выде.г 1емыми фронтами отложения. Наряду с данными изотопного анализа, неорганиче :кое происхождение скоплений сульфидов доказывается

присутствием в изучаемых образцах пяти зон, соответствующих пяти стадиям формирования бестрещинных жил, образующихся в проницаемых породах, впервые открытых и экспериментально доказанных Г. Л. Поспеловым. В образованиях данного типа отмечается повышенное содержание серебра (10 г/т), свинца (до 300 г/т), молибдена (9 г/т), железа (14 %), никеля (до 300 г/т).

Данные флюидизиты отмечаются во многих естественных и карьерных обнажениях района, причем пространственно наблюдается их тяготение к крупным разрывным нарушениям и оперяющим их разломам, угольным и углевмещающим пластам.

Данный тип флюидизитов изучался во многих естественных и карьерных обнажениях района, наблюдался маркшейдерскими службами при проходке горных выработок шахт «Краснодонецкая», «Синегорская», № 10, 13, 17 КДШУ, Садкинская Восточная и др.

4.3. Низкоуглеродистые флюидизиты.

Одним из продуктов регионально проявившегося процесса действия окислительных флюидов являются окварцованные песчаники. Они сложены зернами кварца размером от первых долей мм до 2 - 3 мм. Часто наблюдаются зерна со следами вторичных изменений. Цемент преимущественно кварцевого состава, хотя иногда отмечаются участки с высоким содержанием (до 35% от общей массы цемента) тонко рассеянного карбоната. В среднем, по исследованным образцам, около 2% общей массы составляет сфен. Его зерна идиоморфные размером до 0,8 мм. В разных образцах отмечается от 0,5% до 3% альбита, как правило, хорошо раскристаллизованного. Редко отмечаются чешуйки слюды - мусковита. Отмечено высокое содержание титана (до 3000 г/т), хрома (300 г/т), мышьяка (17 г/т), цинка (150 г/т).

Данный тип флюидизитов распространен достаточно широко и отмечается во многих карьерах (Репнянский, Быстрореченский, Поцелуевский и др.) и при проходке шахтных горных выработок.

Наиболее широко распространенными низкоуглеродистыми флюидизитами в исследуемом районе являются кварцевые, кварц-карбонатные и карбонатные жильные тела и связанные с ними метасоматиты.

Разнообразные по формам и размерам кварц-карбонатные сегрегации имеют широкое площадное распространение. Характерным является отсутствие видимых связей жильных тел с интрузивными комплексами. Преобладают секущие крутопадающие жильные тела. Мощность их различна и колеблется от первых миллиметров до 50 сантиметров, а редко, и более.

Очевидной является зависимость минерального состава жил и от типа вмещающих осадочных пород. В песчаниках и высокоуглеродистых толщах наибольшее распространение получают жилы кварцевого состава. Намного реже отмечаются жильные тела кварц-карбонатного состава. Кристаллы кварца и кальцита, довольно часто, хорошо раскристаллизованы и имеет кристаллографическую огранку. Нередко отмечается наличие чешуек углеродистого вещества (до 2%). Характерной является полисульфидная минерализация.

Существенно карбонатные жилы приурочены преимущественно к. глинистым и карбонатным комплексам. Как правило, они сложены хорошо раскристаллизованным

Таблица 1.

Сводная таблица типов флюидпзнтов и условна их генезиса.

Генетический тип флюидизитов Геолого-струкгурная позиция Внешний облик и вещественный состав РТХ-параметры минералообразующих флюидов

Свита Структура Форма тел Температура Давление Состав

Высокоуглеродистые флюидизиты

Высокоуглеродисто-кремнистые образования С27? Глуби иные разломы Массивные линзы и уплощенные тела Темно-серые, черные, очень крепкие и вязкие. Кремнезем ~ 85 - 88 %, чешуйки углеродистого вещества - 4 — 5 % ~450 - 500°С 2,5-3,0 тыс. бар Метановые флюиды

Фтаниты С2'? Глубинные разломы, связанные с относительно холодными породами НИЗКИХ ступеней метаморфизма Линзы, штоки Темно-серые, черные, иногда с тонкими кварцевыми прожилками. Массивные, достаточно хрупкие, с раковистым изломом. Кремнезем -93-95 % углеродистое вещество ~ 3-4% 350 - 450°С 1,5-2,0 тыс. бар Метаново-углеродисто-кремнистые флюиды

Углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии) с2'? Зон активизации глубинных долгоживущих разломов в тектонических Структурах Инверсионного типа Инъекционных тел Темноокрашенные породы, с обломками углеродистых терригенных пород и высокоуглеродисто-кремнистых флюиди-ЗИТОВ, сцементированных кварц-углеродистым цементом. Кремнезем составляет 78 - 90 % 300-400°С 1,2-2,0 гыс. бар Метановые флюиды

Генетический тип флюидизитов Геолого-структурная позиция Внешний облик и вещественный состав РТХ-параметры минералообразуюших флюидов

Свита Структура Форма тел Температура Давление Состав

Высокоуглеродистые флюидизиты

Прогрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов Сг'-Сз Тектонически активные зоны Угольные пласты Локальная мозаичная смена марок угля в пределах одного пласта наг незначительных расстояниях. Для углей высоких степеней метаморфизма -нахождение двух различных изотопных форм углерода - биогенного и эндогенного. 160-220°С 600-700 бар Метаново-паро-водно- углеводородные флюиды

Регрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов Сг'-Сз1 Тектонически активные зоны Угольные пласты Угли с атраксолит-керитом и нефтебитума-ми, а также смолоподобными и жидкими углеводородами, тонкодисперсно распределяющиеся по всей массе угля. 200 - 250°С 900-1200 бар Метаново- углеводородные флюиды

Кварц-полисульфидные флюидизиты Сг'-Сз' Линзы Монокристаллы и микрокристаллические скопления 220 — 260°С 600-800 бар Метаново-углеводородно-силикатные флюиды

Генетичесюп! тип флюидгоитов Геолого-структурная позиция Внешний облик и вещественный состав РТХ-параметры мш кралообра зующ к флюидов

Свита Структура Форш тел Температура Давление | Состав

йпкоуглеродистые флюидизиты

Окварцоваиные песта-гажк С/-С,' Тектонически активные зоны. часто без явной видимой связи с разрывными нарушениями Пласты и крупные шизы мощностью в первые метры Песчаники от светлосерых до желто-бурых на свежем сколе л темно-бурые на выветрелой поверхности. массивные, очень прочные 150-350°С 250-350 бар Паро-водно- утлеводородные фяювды

Кварцевые жилыше тела С2'-С3' Толши песчаников, утлн и углистые сланцы. Жилы и прожилки Кварц от х^инокрнстал-лического, до сахаровид-ных масс. Часто - пали-сульфидная минерализация. Нередко - чешуГпсн углеродистого вещества (до 2° о) 100 —200°С 50- 100 бар Водно- углеводородные флюиды

Кварц-карбонатные и карбонатные жильные тела С;' -Сз' Глинистые и карбонатные комплексы Жгаы и про- Ж1ИЫ1 Хорошо раскрнсгаллгао-ванные кристаллы кальцита с блочно-мозаичным строением, иногда с гнез-"ИМН флюорита Арагонлтовые натечные корки 60 - КЮ'С 50 - 60 бар, арагошгговые жилы -10-15 бар' Водно- углеводородные флюиды

Мегасомагиты, связанные с жильными комплексами С2'-Сз' Карбонатные толщи Ареалы разной мощности ВОГ^уГ Ж1ИЬ-кых тел ! От светло- до г смно-серых, плотные, массив-сые, часто крутшокрп-статчические 120 - 150°С 150-200 бар Паро-водно- углеводородиые флюиды

Рис. 3 . Генетическая модель флюидизитов Восточного Донбасса.

1. Высокоуглеродисто-кремнистые образования. 2. Фтаииты. 3. Флюидизит-брекчии. • 4. Регрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов.

5. Прогрессивные углеводородные флюидизиты угольных пластов.

6. Кварц-полисульфидные флюидизиты. 7. Окварцованные песчаники.

8. Метасоматиты, связанные с жильными комплексами.

9. Кварцевые, карбонатные и кварц-карбонатные жилы.

кальцитом, имеющим блочно-мозаичное строение кристаллов и большое количество минеральных флюидных включений.

Для жильных комплексов и метасоматитов характерно высокое содержание титана (до 5000 г/т), стронция (до 2000 г/т), бария (до 1800 г/т).

В районе Поцелуевского карьера отмечены кальцитовые жилы с вкрапленностью флюорита. На том же карьере выявлены арагонитовые жилы. Арагониты отмечаются нескольких разновидностей - от белых сахаровидных до типичных мраморных ониксов медово-желтого цвета с полосчатыми текстурами и концентрической зональностью.

5. Термобарогеохимическис особенности флюиднзнтов Восточного Донбасса.

Осадочные породы центральной части Восточного Донбасса в процессе своего геологического развития подверглись значительным эпигенетическим преобразованиям. Последствия различных флюидных воздействий привели к большому разнообразию термобарогеохимических признаков, к которым можно отнести -количество, размеры и состав флюидных включений, температуры их гомогенизации, величину энергетических F-показателей, вид и строение декриптограмм с разнотемпературными пиками декриптации.

Данные о температурах и давлениях минералообразования, а также о составе включений, приведены на рис. 2.

Фтаниты, высокоуглеродисто-кремнистые образования и углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии). Декриптограммы фтанитов, высокоуглеродисто-кремнистых образований и цементирующей минеральной массы углеродисто-кремнистых тектонитов имеют достаточно схожее строение, что объясняется высоким содержанием кварцевой и углеродистой составляющей. Различия вызваны температурой и условиями генезиса, а, следовательно, составом содержащихся в них включений и температурой их гомогенизации.

Проведенные термобарогеохимические исследования показали, что на типовых декригггограммах выделяется несколько максимумов газовыделения в интервалах 80 -150, 280 - 450 и 480 - 580сС. Наиболее интенсивным пиком па кривой декриптоактивности является среднетемпературный эффект с полого восходящей и круто падающей нисходящей ветвями. В пределах этого пика выделяются три осложняющих максимума. Такой характер декриптограмм свидетельствует о полиминеральном составе, обусловленном примесью более высокотемпературных мхтералов или различных модификации кварца.

Результаты газохроматографических исследований показали резкое преобладание в исследованных флюидизитах восстановленных и недоокисленных газов (СО2, N2, СН4) над Н2О и СО2 в среднетемпературном интервале.

Декриптограммы фтанитов и флюидизит-брекчий отличаются возрастанием их декриптоактивности во всех интервалах температур. В частности, F, увеличился с 8,9 до 17,8, а интегральный показатель F2 + F3 + F4 возрос с 289,8 до 452,0 при некотором смещении его максимума в область пониженных температур. Наряду с этим, отмечается увеличение объемов выделившихся СО2 и Н2О.

Давление среды минералообразования, определенное по диаграмме состояния системы Н2О - СО2 (метод С. А. Малинина, 1969), оценивается в пределах 1200 - 3000 бар.

Температуры газовыделения и состав выделяющихся газов дают возможность предположить, что генезис высокоуглеродисто-кремнистых флюидизитов происходил на ранних этапах эволюции флюидного режима при температурах до 550°С и давлениях до 3000 бар на глубинах, достигающих 6 - 7 км.

Углеводородные флюид из иты угольных пластов. Результаты исследований позволяют отметить, что в зависимости от степени вторичных изменений в углях происходит закономерное изменение температуры и интенсивности эффектов декриптации, состава и количества выделяемых газов. Нами были исследованы образцы угля свиты С3', отобранные в Апанасовском карьере в зоне флюидизации, связанной с разрывным нарушением, а так же на расстоянии 1,5 и 3 м от нее.

Кривая газовыделения имеет сложный полимодальный характер. Для всех образцов отмечается первый эффект газовыделения в интервале 20-120°С. В этом температурном диапазоне происходит выделение паров воды, кислорода, азота и метана. Все декриптограммы характеризуются сложнопостроенными среднетемпературными эффектами газовыделения, лежащими в диапазоне температур от 150 до 280°С. Отмечается уменьшение значения Б-показателя при удалении от зоны флюидизации.

Окварцованные песчаники. Типовые декриптограммы песчаников, отобранных в коренном залегании свиты С3' в различных карьерах, характеризуются достаточно сложной динамикой газовыделения. Выделяется три акцентированных максимума: низкотемпературный - 40 - 120°С, среднетемпературный - 200 - 300°С, высокотемпературный - 360 - 500°С . Средне- и высокотемпературный максимумы являются асимметричными и полимодальными - с крутыми восходящими сторонами и пологими нисходящими. Приведенный данные свидетельствуют о полимиктовом составе песчаников с преобладанием высокотемпературных модификаций слагающих минералов. На это указывают величины рассчитанных показатели флюидоактивности: Б, -11,1, - 240,8, Р3 - 10,3, - 262,2.

Во флюидизированных песчаниках из приразломных зон происходит увеличение Б - показателей для всех температурных интервалов декриптации: Б, от 11,1 до 51,6; Р2 от 240,8 до 322,2; Б3 от 10,3 до 48,3 - от 262,2 до 422,1

Кварцевые флюидизиты изобилуют газово-жидкими включениями, свидетельствующими об их гидротермальной природе. Температура гомогенизации таких включений находится в пределах 80 -120 и 200 - 260°С, что вполне отвечает условиям гидротермального минералообразования в Центральном и Восточном Донбассе. В составе включений нередко обнаруживаются битумы и жидкая СО2, что позволяет оценить давление флюидов не менее 250 - 400 бар.

Кварцевые, карбонатные и кварц-карбонатные жильные комплексы. Несмотря на разнообразие гидротермальных жил по морфологии и минеральному составу, они сопоставимы по характеру включений в минералах.

Изученные карбонаты в абсолютном большинстве представлены кальцитом. В некоторых гидротермальных проявлениях кальцит наблюдается в парагенезисе с флюоритом и кварцем Термовакуумные декриптограммы карбонатов из разных проявлений имеют достаточно идентичную конфигурацию. На гистограммах отмечается 3-4 максимума декриптоактивности, 2 - 3 из которых находятся в интервале от 50 до 300°С. Первые два (40 - 160°С и 200 - 320°С), связаны со взрывом вторичных и

первичных систем включений. Последний пик соответствует оптимальным температурам образования минерала. Характерной особенностью кальцита является максимум газовыделения при 580 - 620°С, связанный с его разложением.

По фазовому составу включения газово-жидкие и битумсодержащие, по генетической принадлежности - первичные. Объем газовой фазы не превышает 15 -20% общего объема вакуолей. Вторичные включения концентрируются в залеченных трещинах, ориентированных часто несогласно с направлением спайности.

Кварц в изученных жильных проявлениях чаще всего представлен светло-серыми моно-минеральным мелкозернистыми разностями, часто содержащими вкрапленность мельчайших зерен сульфидов.

Кварц большинства изученных объектов имеет характерные максимумы декриптации в интервале 260 - 300°С. В жильном кварце разной степени зернистости содержится большое количество углекисло-водных и газово-жидких включений, распределенных обычно неравномерно. Первичные включения очень редки, обособлены в прозрачных областях. Основная масса включений представлена мнимозторичными вакуолями, образующими скопления вдоль залеченных трещин или локализующимися в местах срастания зерен кварца. Мнимовторичиые включения углекисло-водные. Содержание СО2 в вакуолях колеблется в очень широких пределах - от 5 - 10 до 90 -100 %. Относительные количества жидкой и газовой фаз тоже непостоянны: преобладает обычно жидкая фаза, но отмечаются и существенно газовые включения. Неоднородный фазовый .состав включений, большая насыщенность ими жильного кварца, малые размеры свидетельствуют о быстрой кристаллизации кварца из гетерогенного раствора, содержащего большое количество углекислоты.

Метасоматиты, связанные с гидротермальными проявлениями. Декриптограммы флюидизированных метасоматитов имеют два - три пика газовыделения с максимумами в интервалах 20 - 150°С, 200 - 300°С и 350 - 500°С. Расчеты энергетического показателя систем флюидных включений показали, что наибольшими значениями характеризуются высокотемпературные включения - Б = 100 - 480 у. е. Несколько пониженные значения имеют образцы метасоматитов, отобранные в непосредственной близости с гидротермальными жилами. Б-показатель таких флюидизитов равен в среднем 30-140 у. е.

Для газов, освобождающихся при температурах 300 - 500°С, характерно в целом преобладающее количество восстановленных газов (СО, СН4, К2) по отношению к парам воды и СОГ

Минералообразующие растворы гидротермального этапа характеризуются температурами от 50 до 450°С.

6. Генетическая классификация флюидизитов Восточного Донбасса.

Одним из основных результатов проведенных исследований является генетическая классификация пород, сформированных под воздействием флюидов разного состава при различных температурах и давлениях. Формирование флюидизитов происходило в несколько этапов при последовательном изменении РТХ-условий. Данные о генетических типах флюидизитов, их геолого-структуркой позиции, вещественном составе и РТХ-параметрах приведены в табл. 1.

Таким обр; юм, угли и углевмещающие породы Восточного Донбасса на

протяжении всей истории развития, претерпевали изменения под воздействием флюидов различного состава, приводивших к формированию разнотипных углеродсодержащих флюидизитов. На основании полученных данных, построена вертикальная модель формирования флюидизитов, приведенная на рис. 3.

7. Направления практического использования флюидизитов.

Проведенные исследования показали, что изученные флюидизиты могут быть использованы во многих областях народного хозяйства.

Так, изученные нами образцы флюидизированных углей имеют природную газоносность, достигающую 60-80 м3/т. Очевидно, что участки (зоны) угольных пластов, сложенные углями с аномально высоким содержанием метана, представляют практический интерес как микрогазовые месторождения при решении проблемы заблаговременного извлечения угольного метана.

Высокоуглеродистые флюидизиты угольных пластов, помимо шахтных выработок, являются каналами транспортировки метана и других газов на поверхность. Это достаточно актуальная проблема, так как в настоящее время, в результате затопления выработанного пространства ликвидируемых угольных шахт происходит интенсивное вытеснение метана и других газов. Концентрация метана в приповерхностном слое почвы достигает 3-5% и представляет реальную экологическую опасность.

Наложение регрессивной флюидизации на угли стало одной из причин формирования метанообильньгх выбросоопасных зон в угольных пластах. Установлено, что наиболее выбросоопасными являются угли с повышенной восстановленностыо и сернистостью.

В результате проведенных нами работ установлено, что во флюидизированных углях накапливались Ag, Fe, ТС, Mg, №, Mn, Pb, а вокруг них происходил частичный вынос серы, кремнекислоты, карбонатов, глинозема. Выявленные закономерности образования геохимических аномалий в зонах флюидизации угольных пластов дают основание утверждать, что аналогичные процессы флюидогенного преобразования угленосных отложений являются первопричиной формирования парагенетических месторождений цветных, редких и благородных металлов.

Помимо высокоуглеродистых (темных) флюидизитов потенциальным источником нетрадиционного высокодисперсного рудного сырья могут являться зоны низкоуглеродистых (светлых) кварцевых, карбонатных и кварц-карбонатных жильных комплексов и, связанных с ними, метасоматитов. В таких зонах наблюдается повышенное содержание ТС, От, As, Zn, Sг, Ba, Ag, Au.

Кроме всего выше сказанного, кварцево-карбонатно-углеродистые флюидизиты могут использоваться как самостоятельные виды нетрадиционных полезных ископаемых. Наиболее массивные, плотные нетрещиноватые окварцованные разности могут применятся в качестве строительного пильного камня. Некоторые флюидизированные образования отвечают требованиям, предъявляемым к облицовочным камням. Высокая прочность и химическая инертность высокоуглеродистых флюидизитов дает возможность использования их, как кислотоупорное сырьё.

Окварцованные массивные тонкозернистые разности, благодаря особенностям их структуры и химической стабильности могут использоваться в качестве

высокосортного пробирного камня.

Многие исследованные образцы обладают прекрасными декоративными качествами, что позволяет использовать их в качестве нетрадиционного камнесамоцветного сырья.

Основные выводы и практические рекомендации.

1. Разработана и применена на практике методика исследований флюидизитов и вмещающих пород в коренном залегании и в породных отвалах угольных шахт.

2. Впервые разработана генетическая классификация углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса. Выделены: 1 - высокоуглеродистые локальные (высокоуглеродисто-кремнистые образования, фтаниты, флюидизит-брекчии и кварц-полисульфидные флюидизиты), 2 - высокоуглеродистые региональные (прогрессивные и регрессивные флюидизиты угольных пластов), 3 - низкоуглеродистые локальные (кварцевые, карбонатные, кварц-карбонатные жилы, и связанные с ними метасоматиты) и 4 — низкоуглеродистые региональные (окварцованные песчаники) типы флюидизитов.

3. Выявлена пространственно-генетическая связь высокоуглеродисто-кремнистых образований, фтанитов, флюидизит-брекчий, кварц-полисульфидных флюидизитов с долгоживущими глубинными разломами и крупными разрывными нарушениями первого и второго порядка, низкоуглеродистых флюидизитов с малоамплитудными и внутрипластовыми тектоническими нарушениями.

4. На основании вакуумно-декриптометрических и газово-хроматографических исследований установлены состав флюидов, ориентировочные температуры и давления минералообразования. Температуры минералообразующих флюидов изменялись от 500 до 200°С при давлениях от 3000 бар до 600 бар у высокоуглеродистых разностей и от 300 до 50°С при давлениях от 400 бар до 50 бар у низкоуглеродистых. Формирование высокоуглеродистых флюидизитов происходило в резко восстановительных условиях под действием метановых и водно-метановых флюидов. В образовании низкоуглеродистых флюидизитов определяющую роль играли существенно водно-углекислотные растворы.

5. Впервые разработана и внедрена методика компьютерной визуализации микрообъектов при минералогических и петрографических исследованиях, позволяющая наблюдать и фиксировать изображение при помощи компьютера, избегая трудоемкого процесса фотографирования.

СПИСОКРАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПОТЕМЕДИССЕРТАЦИИ.

1. Некоторые морфологические особенности визейских мегаспор разных климатических поясов торфоугленакопления. /Геология угольных месторождений. Межвузовский науч. сб. Екатеринбург, 1999. Стр. 74 - 80. (Совместно с Кизильштейном Л.Я., Шпицглузом А. Л.).

2. Опыт применения компьютера, сопряженного с микроскопами в петрографических минералогических и геммологических исследованиях. / Компьютерные технологии и обучающие программы в геологии. Тез. докл. III Всероссийской школы. Ростов-на-Дону, 2000. Стр. 13 - 14. (Совместно с Майским Ю.Г., Мещаниновым Ф.В.).

3. Основы геммологии. / Методическое пособие. Ростов-на-Дону, 2001. Стр. 1 -

56. (Совместно с Майским Ю.Г., Мещаниновым Ф.В.).

4. Изучение и визуализация петрографических и минералогических микрообъектов с применением компьютера. / Компьютерные технологии и обучающие программы в геологии. Тезисы докладов I Всероссийской школы. Ростов-на-Дону, 2001. Стр. 26 - 27. (Совместно с Майским Ю.Г., Мещаниновым Ф.В.).

5. Применение компьютера при микроскопических геологических исследованиях. /Проблемы Геологии и геоэкологии Южнороссийского региона. Сборник научных трудов. Новочеркасск, «Набла», 2001. Стр. 224 - 225. (Совместно с Майским Ю.Г., Мещаниновым Ф.В.).

6. Кварцево-углеродистые флюидизиты - новый вид камнесамоцветного сырья. / V Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле».Тезисы докладов. Москва, 2001. Стр. 99.

7. Новые компьютерные методы в микроскопических исследованиях. / V Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов. Москва, 2001. Стр. 113. (Совместно с Майским Ю.Г., Мещаниновым Ф.В.).

8. Применение методов вакуумной декриптометрии в геоэкологических исследованиях в Восточном Донбассе. / Научно-методическое обеспечение мониторинга угольных бассейнов и месторождений России. Сборник трудов. Ростов-на-Дону, 2001. Стр. 138 - 140. (Совместно с Майским Ю.Г.).

9. Опыт применения компьютерных технологий в преподавании специальных геологических дисциплин. / Современные информационные технологии в учебном процессе. Тезисы докладов. Ростов-на-Дону, 2002. Стр. 112-115. (Совместно с Майским Ю.Г.).

10. Кварцево-карбонатно-углеродистые флюидизиты Восточного Донбасса. / Электронный журнал «Исследовано в России», http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/ 083.pdf/ 083/030413 Москва, 2003. Стр. 941-949.

11. Применение компьютерных обучающих и контролирующих методов и программ по курсу «Основы геммологии». / VI Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов. 2 том. Москва, 2003. Стр. 106. (Совместно с Майским Ю.Г.).

12. К вопрсу о генезисе кварц-карбонат-углеродистых флюидизитов Восточного Донбасса. / VI Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов. 1 том. Москва, 2003. Стр. 205.

13. Высокодисперсные кварц-углеродистые флюидизиты Восточного Донбасса. / Углерод. Мингералогия, геохимия, космохимия. Сыктывкар, 2003. Стр. 166 - 168..

14. Генетическая типизация кварцево-карбонатно-углеродистых флюидизитов Восточного Донбасса. / Материалы XI Международной конференции по термобарогеохимии. Александров, 2003. Стр. 133 - 136.

№17111

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Гончаров, Алексей Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ВЗГЛЯДОВ НА ПРОЦЕССЫ ФЛЮИДОГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ УГЛЕНОСНЫХ ПОРОД ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФЛЮИДИЗИТОВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА.

3.1. Структурно-тектоническое районирование.

3.2. Литология и стратиграфия.

3.3. Разрывные нарушения.

3.4. Магматизм.

3.5. Метаморфизм.

3.6. История развития.

4. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФЛЮИДИЗИТОВ

4.1. Литолого-петрографическая характеристика вмещающих пород.

4.2. Высокоуглеродистые флюидизиты.

4.3. Низкоуглеродистые флюидизиты.

5. ТЕРМОБАРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФЛЮИДИЗИТОВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА.

6. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ФЛЮИДИЗИТОВ

ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА.

7. НАПРАВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФЛЮИДИЗИТОВ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса"

В настоящее время в Ростовской области существует и в ближайшие годы сохранится дефицит энергетических видов сырья, строительных, формовочных, тепло-, электро- и звукоизоляционных материалов, минеральных красок и сорбентов, агрохимического сырья, цветных, редких и благородных металлов. Запасы этих и других видов минеральных ресурсов в значительной мере исчерпаны, поэтому требуются большие средства на их освоение и воспроизводство. Необходим поиск новых путей и технологических решений, существенно снижающих себестоимость минерального сырья. Кроме того, весьма остро стоят вопросы трудоустройства геологов, шахтеров, горняков, других специалистов и работников смежных профессий и производств, высвобождающихся в результате закрытия и диверсификации угольных шахт.

Все выше сказанное заставляет коренным образом изменить взгляды на минерально-сырьевой потенциал Ростовской области и особенно Восточного Донбасса и обратить особое внимание на возможности рационального и комплексного использования новых видов минерального сырья.

Достаточный интерес в этом отношении представляют собой комплексы каменноугольных пород, образованных или преобразованных под действием флюидов различного состава, которые объединяются нами под общим названием «углеродсодержащие флюидизиты». Впервые термин «флюидизит» введен П. Ф. Иванкиным и Н. И. Назаровой в монографии «Методика изучения рудоносных структур в терригенных толщах»[28], которые называют флюидизитами «специфические существенно кварцевые породы — продукты раскристаллизации концентрированных щелочно-кремнистых флюидов. В зависимости от условий генерации и миграции последних возникают либо криптокристаллические, либо кристаллическизернистые флюидизиты однородного (гомогенного) или неоднородного состава (при захвате фрагментов боковых пород)».

Такие породы весьма часто являются отходами при добыче традиционных видов полезных ископаемых. При отработке угольных месторождений подземным способом происходит их складирование в породные отвалы, являющиеся техногенными месторождениями. Другим потенциальными-сточником этого спецефического сырья являются каменноугольные отложения, вскрываемые открытыми горными выработками (карьерами) при добыче традиционных видов нерудных полезных ископаемых.

Флюидно-преобразованные породы являются потенциальным источником многих видов промышленно важных веществ и компонентов. Выявлены новые направления применения таких образований (кислотоупорное сырье, высокодисперсные руды редких элементов, облицовочные, пробирные, поделочные и ювелирные камни).

Однако особенности формирования и перспективы практического использования высокоуглеродистых флюидизитов до сих пор остаются недостаточно изученными, что в значительной мере обуславливает необходимость разработки научной основы их прогнозирования и оценки перспектив практического использования.

Цель и основные задачи исследований. Исходя из вышеизложенного, цель работы может быть сформулирована следующим образом: установление геолого-структурных, минералого-геохимических и термобарогеохи-мических условий формирования кварц-карбонат-углеродистых флюидизитов Восточного Донбасса, разработка на этой основе их генетической классификации и оценка перспектив практического использования.

Достижение поставленной цели было реализовано путем решения следующих логически связанных между собой задач: генетическая типизация флюидизитов в зависимости от структурно-тектонической обстановки и физико-химических условий их формирования; определение термобарогеохимических параметров формирования флюидизитов и создание генетической модели эволюции минералообразу-ющих флюидных систем; проведение комплексных геолого-структурных, минералого-петрог-рафических и геохимических исследований флюидизированных пород из разных проявлений центральной части Восточного Донбасса; разработка методики опробования и геотехнологического картирования различных типов флюидно-преобразованных угленосных пород Восточного Донбасса; изучение возможных направлений использования флюидогенно-из-мененных угленосных пород Восточного Донбасса.

При написании работы были использованы и проанализированы фондовые материалы в виде геологических отчетов по разведке и доразведке карьеров нерудных полезных ископаемых и шахтных полей Белокалитвенс-кого района, обобщены результаты технических анализов углей и углевме-щающих пород, а также сведения по рентгеноструктурной и вакуумнодек-риптометрической диагностике минеральных компонентов этих пород, любезно предоставленные сотрудниками геолого-географического факультета РГУ (В. Г. Рылов, Н. И. Славгородский).

Автором осуществлено детальное опробование зон флюидизации 14 карьеров и естественных обнажений центральной части Восточного Донбасса (Белокалитвенский, Краснодонецкий и Тацинский углепромышленные районы), 2 разведочных скважин колонкового бурения, пройденных в рамках проекта «Углеметан» НТП «Недра России». Также были использованы материалы маркшейдерской службы Краснодонецкого шахтоуправления и ЮГУГП «Южгеология». Места отбора проб сопровождались фотодокументацией. Из отобранных проб изготовлено и изучено 147 прозрачных шлифов, 73 анш-лифа, выполнено более 900 элементо-определений методами спектрального анализа. В процессе термобарогеохимического моделирования использовались результаты детальных вакуумнодекриптометрических и газово-хрома-тографических анализов (более 300 проб флюидизитов), выполнявшиеся в лаборатории "Геотехцентра - Юг" РГУ.

Научная новизна работы заключается в том, что автором впервые: разработаны методики комплексных исследований и компьютерной визуализации микрообъектов при минералогических и петрографических работах, с целью геолого-технологическое изучение и прогнозирование направлений практического использования флюидизитов; установлены термобарогеохимические параметры генезиса кварц-карбонат-углеродистых флюидизитов и условия региональной и локальной флюидизации углевмещающих пород; разработана вертикальная модель эволюции минералообразующих флюидных систем; выявлены причины и условия концентрации и переотложения сульфидов в угольных пластах и углевмещающих породах, подвергшихся процессам флюидизации; создана генетическая классификация кварц-карбонат-углеродистых флюидизитов Восточного Донбасса и определены основные направления их практического использования.

Практическая ценность состоит в том, что на основе проведенных исследований и разработанной генетической классификации кварц-карбонат-углеродистых флюидизитов появилась возможность практического подхода к использованию этого нетрадиционного вида минерального сырья в различных областях народного хозяйства.

Основные защищаемые положения.

1. Разработана и применена на практике методика исследований угле-родсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса в коренном залегании, основанная на детальном геолого-структурном анализе условий их локализации, определении вещественного состава и термобарогеохимических условий формирования с применением современных методов компьютерной диагностики и визуализации геологических объектов на макро- и микроуровне их организации.

2. Разработана генетическая классификация флюидизитов Восточного Донбасса, на основе которой выделяются две основные группы: высокоуглеродистые темноокрашенные восстановленные и низкоуглеродистые светлоокрашенные окисленные разности. Как первая, так и вторая группы подразделяются на локальные и региональные. К локальным восстановленным флюидизитам относятся высокоуглеродисто-кремнистые образования, углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии), фтаниты, кварц-полисульфидные флюидизиты. Региональные восстановленные разности представлены прогрессивным и регрессивными флюидизитами угольных пластов.

3. Определены пространственно-временные закономерности формирования различных генетических типов флюидизитов. Образование высокоуглеродистых разностей происходило на ранних этапах становления Донецкой авлако-геосинклинали, и было связано с глубинными долгоживущими разломами, по которым осуществлялся транспорт мантийных и внутрикоровых восстановленных флюидов, взаимодействующих с угольными пластами, углистыми сланцами в результате проникновения в слабоуглеродистые осадочные толщи гидротермальных минералообразующих флюидов. Низкоуглеродистые окисленные флюидизиты образовывались на инверсионном этапе формирования Донецкой складчатой системы и в периоды тектоно-магма-тической активизации региона.

4. В результате комплексных термобарогеохимических исследований установлено, что образование восстановленных флюидизитов происходило при температуре 300 - 500°С и давлений до 3000 бар, окисленных — в интервале температур 30 - 250°С и давлений 50 — 350 бар. Восстановленные разности образовались под действием метановых и водно-метановых флюидов, тогда как в образовании окисленных флюидизитов принимали участие углекис-лотно-водные и паро-водные флюиды.

5. Определена металлогеническая специализация каждого генетического типа флюидизитов. Для восстановленных характерно повышенное содержание Ag, Ti, Mg, Ni, Fe, Mo, Pb, Mn, Zn, для окисленных - Au, Ag, Ti, Zn, Ba, Cr, As, Sr.

6. Определены направления дальнейшего изучения и комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов Восточного Донбасса с учетом всех проведенных исследований. Высокоуглеролистые флюидизиты пригодны для изготовления различных кислотоупорных конструкций, а некоторые разности — для изготовления высококачественных пробирных камней. Мраморные ониксы, прозрачный кварц, флюорит, кварц-полисульфидные флюидизиты можно использовать как камнесамоцветное сырье.

Материал диссертации использовался для написания глав в отчете по Федеральной целевой программе «Интеграция» (проект K-087I) и проекте «Углеметан» НТП «Недра России» для Краснодонецкого геолого-промышленного района Восточного Донбасса.

Всего по теме диссертации автором опубликовано 14 работ общим объемом 6 п. л.

Диссертация состоит из 7 глав, введения и заключения, содержит 161 страницу текста, 51 рисунок, 14 таблиц. Список литературы включает 87 наименований. Демонстрационная графика выполнена на 10 листах.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, Заслуженного деятеля науки РФ, профессора В. Н. Труфанова, которому автор выражает особую благодарность и глубокую признательность. Важнейшие аспекты работы обсуждались с сотрудниками кафедры МПИ РГУ, ВНИГРИУголь, ЮРГТУ (НПИ) — проф. Ю. Г. Майским, проф. Г. К. Хрусталевой, проф А. А. Тимофеевым, доц. В.Г. Рыловым, доц. М.И. Гамовым, доц. Н. В. Грановской, доц. И. И. Сендецким, доц. М. Ю. Черненко, доц. С. И. Сьяном, канд. геол.-мин. наук Н. И. Славгород-ским и другими. Непосредственную помощь в проведении аналитических исследований оказали сотрудники межкафедральной аналитической лаборатории РГУ С. В. Елисеева, С. П. Букатова, Н. А. Автушенко, термобарогеохими-ческой лаборатории КМПИ А. В. Труфанов, Ф. В. Мещанинов. Всем им автор выражает свою благодарность.

I. КРАТКИЙ ОБЗОР ВЗГЛЯДОВ НА ПРОЦЕССЫ ФЛЮИДОГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ УГЛЕНОСНЫХ ПОРОД ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

На протяжении вот уже более двухсот лет одной из особенностей геологической науки является автономное развитие двух основных ее ветвей — рудной геологии и геологии горючих полезных ископаемых, что несомненно противоречит общей концепции развития Земли. Еще М. В. Ломоносов высказывал идеи об общности механизмов образования горючих и рудных полезных ископаемых, связанных с эндогенными и экзогенными процессами. Достижения последних лет позволили по-новому посмотреть на многие процессы, связанные с мобилизацией, перераспределением, аккумуляцией и концентрацией различных компонентов металлического, неметаллического и углеводородного сырья.

В работах, относящихся как к рудным, так и к углеводородным полезным ископаемым, многие авторы оперируют одинаковыми понятиями, такими как «флюид», «перераспределение, миграция и концентрация полезного ископаемого» и другими. Открыто и изучено большое число комбинированных рудных, нерудных и углеводородных месторождений, генетически связанных общей эволюцией развития флюидно-динамических систем в осадочных угленосных бассейнах [68]. Все эти обстоятельства свидетельствуют о генетической общности геологических процессов, приводящих к формированию месторождений рудных, нерудных и углеводородных полезных ископаемых.

На данный момент можно утверждать, что концентрация рудных и углеводородных компонентов - это единый закономерно развивающийся процесс в земной коре. Он протекает в определенном направлении [57] и заключается в переводе во флюидное состояние кремнезема, окисленных и восстановленных форм углерода, углеводородов и рудных компонентов; их переносе в зоны, благоприятные для отложения; концентрации и осаждения, что в конечном итоге приводит к формированию высокоуглеродистых кварцево-карбонатных, кварце во-карбонат-сульфидных и других типов флюиди-зитов.

Открытие в конце XX в. тектоно-петрологической расслоенности литосферы и верхней мантии [1], дает возможность утверждать, что флюиды, насыщающие разуплотненные зоны, при нагреве стремятся расширится, что приводит к насыщению и прорыву вышележащих слоев. Таким образом возникают мантийные диапиры, несущие с собой высокотемпературные газовые и жидкие растворы, которые по мере своего подъема в верхние зоны земной коры эволюционируют, изменяя свой состав и состав переносимых растворенных компонентов, воздействуя одновременно на вмещающие породы.

В ряде работ акцентируется внимание на роли элизионных процессов, причиной которых являются подземные артезианские, вадозные, захороненные и другие флюиды. В этом, собственно говоря, состоит основная идея развития процессов флюидизации в осадочных и, в том числе, в угленосных отложениях [85].

Основоположником же теории синтеза воды и углекислоты в земной коре надо считать В. И. Вернадского [19], показавшего, что и синтез, и разложение воды в земной коре происходят постоянно в большом масштабе при взаимодействии пород и магматических газов.

Дальнейшее развитие эти идеи получили в работах А. А. Маракушева, А. И. Кривцова, JI. JI. Перчука, В. Н. Ларина и многих других [52 и др.].

Разнообразие результатов флюидизации при различных геологических процессах обуславливается большим количеством различных флюидодина-мических систем. Одним из первых идею о разнообразии флюидодинами-ческих систем и бестрещинном жилообразовании разработал и экспериментально доказал в середине 60-х годов Г. JI. Поспелов [60, 61].

Огромный объем данных по вопросам флюидизации был обобщен и продемонстрирован в десятках докладов [19 — 21] на трех Всесоюзных совещаниях в 1976, 1985 и 1991 гг. по проблеме «Дегазация Земли и геотектоника», проведенных под руководством П. Н. Кропоткина.

Таким образом, несмотря на обособленное развитие различных ветвей геологической науки — рудной, нерудной и горючих полезных ископаемых, все более очевидным становится факт единства и целостности процессов, ведущих к возникновению и формированию генетически различных, на первый взгляд, месторождений полезных ископаемых.

Данная работа является одной из попыток исследования и познания процессов кремнезем-карбонат-углеводородной флюидизации угленосных пород на примере Восточного Донбасса, где на значительной площади отчетливо прослеживаются разнообразные проявления результатов действия этих процессов.

Угольную геологию и рудоносность Донбасса начали изучать более 150 лет тому назад, еще с середины XIX столетия. За это время детально изучены и описаны как большинство угольных разрезов, так и основные рудные проявления и месторождения, обнаруженные в угленосных комплексах региона. Однако многие вопросы, связанные с оруденением, длительное время оставались нерешенными. Во многих случаях является проблематичным источник рудного вещества, недостаточно ясны закономерности эволюции ми-нералообразующих систем, а также соотношение глубин и РТХ-параметров рудогенеза. Развиваются различные гипотезы полиметаллического и золотого оруденения Донбасса [4, 16, 17, 65 и др].

Высокая изученность рудных месторождений Донбасса, наличие различных типов оруденения, делают данный регион весьма важным с точки зрения расшифровки закономерностей рудообразования в целом. Сложен генезис месторождений, что является следствием многообразия возможных источников рудоносных растворов и рудного вещества [27]. Результаты многочисленных исследований обобщены в коллективной монографии «Минералогия Донецкого бассейна» [36].

Наряду с этим, большой интерес с позиций единства процессов рудогенеза и углеобразования представляют углевмещающие породы и сами угольные пласты. В зонах тектонической активности отчетливо наблюдаются признаки флюидогенного преобразования органического и силикатного материала: локальная смена марок угля; направленный вынос железа, кальция, натрия и привнос титана, меди, ртути, свинца, цинка с одновременным окварцева-нием и карбонатизацией углевмещающих пород [74]. Эти и аналогичные факты позволили В. Н. Труфанову и П. Ф. Иванкину в конце 80-х годов выдвинуть концепцию [30] о широкомасштабных процессах углеводородной флюиди-зации ископаемых углей и их важной роли в металлогенической специализации угленосных бассейнов.

С начала 90-х годов на проблему флюидной проработки углей и угле-вмещающих пород Донбасса обращают внимание не только геологи-рудники, но и многие ученые, специализирующиеся на проблемах угольной геологии. В опубликованной в 1992 г. книге «Глобальная эволюция торфоугле-накопления» [23, 24] один из корифеев угольной геологии - профессор А. И. Егоров пишет следующее: «Крупнейший в европейской части бывшего СССР Донецкий бассейн получит сравнительно небольшие приращения угленосной площади на севере в платформенной области и на востоке в суб-геосинклинальной. Донбасс нуждается в обосновании прогноза не приращения запасов (эта перспектива ясна), а в первую очередь в выявлении всего комплекса причин внезапных выбросов угля и газа, в прогнозе определения особо опасных районов. Работы в этом направлении ведутся, но в числе факторов, вызывающих повышенную взрывоопасность на некоторых участках, пока не учитывается одна важная особенность геологического строения бассейна: его угленосная формация образовалась в постпротерозойском прогибе, срединная (осевая) часть которого совпадает с зоной растяжения земной коры, с древним авлакогеном (палеорифтом), а северо-восточный и юго-западный борта лежат на его «плечах», на блоках древнего формирования. Авлакоге-ны, рифты характеризуются утонением, разуплотнением земной коры, активным проявлением эндогенных процессов: повышенной геотермальностью, энергичным проникновением в верхние горизонты толщи осадочных пород жидких и газообразных флюидов, проявлением усиленной эндогенной радиации, выносом и осаждением рудных компонентов.

Хотя Донецкая зона рифтинга прекратила свое развитие задолго до каменноугольного периода, но высокая проницаемость земной коры над срединным блоком и особенно вблизи глубинных разломов, ограничивающих его, сохранялась, по-видимому, не только до конца палеозоя, но и позже. Это обеспечивало активное воздействие гидротерм, мантийных газов и высокой температуры на осадочные породы, распространенные на упомянутых площадях. Внедрение разных по составу интрузивных пород в толщу каменноугольной формации бассейна вдоль его хорошо изученных юго-западных площадей, Никитовское ртутное и полиметаллическое месторождения Нагольного кряжа убедительно свидетельствуют об этом.

Выше сказанное, несомненно, подтверждает значимость роли флюи-дизации в процессе формирования Донецкого угольного бассейна.

В последующие 10-15 лет активное участие в решении проблем, связанных с углеводородной флюидизацией углей и углевмещающих толщ, принимают сотрудники кафедры Месторождений полезных ископаемых РГУ во главе с профессором В. Н. Труфановым [9, 13-15, 18, 38-40, 50, 75-81]. Вопросы флюидизации рассматривались в отдельных разделах отчетов федеральных, отраслевых и региональных целевых программ «Уголь-выброс», «Уг-леметан», «Интеграция» и др., в выполнении которых принимал участие и автор настоящей работы. Главным итогом этих работ является установление региональных особенностей развития процессов углеводородной флюидизации угленосных отложений недр Восточного Донбасса, многие детали и механизмы которых остаются недостаточно изученными и ждут своих исследователей.

Наряду с трудами, в которых рассматриваются механизмы глубинного происхождения флюидов и привноса элементов, в работах В. Н. Холодова [83], О. В. Япаскурта [87] и др. рассматривается возможность местного возникновения флюидов и перераспределения разных элементов на различных этапах осадконакопления, диагенеза и метаморфизма осадочных толщ.

В настоящее время наиболее продуктивным, с нашей точки зрения, видится комплексный подход к проблеме кремнезем-углеводородной флюидизации как угольных пластов, так и угленосных осадочных толщ в целом, в связи с пересмотром некоторых аспектов формирования Донецкого угольного бассейна, а также поиском и разведкой новых месторождений традиционного и нетрадиционного минерального сырья.

В настоящей работе изучены и классифицированы специфические породы, образованные под воздействием различных по составу газовых и жидких флюидов, которые по генезису не могут быть четко отнесены ни к метаморфическим, ни к магматическим. П. Ф. Иванкиным [28] для обобщенного наименования таких пород предложен специальный термин — флюидизиты, который достаточно широко используется геологами - специалистами как в угольной, так и врудной геологии.

Нами изучались флюидизиты Восточного Донбасса, различные по своему генезису и составу. Результаты исследований приведены в данной работе.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Гончаров, Алексей Борисович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ

В процессе работы по теме диссертации изучены геолого-структурные, минералого-геохимические и ТРХ-особенности, литологический и минеральный состав различных типов флюидизитов Белокалитвенского углепромышленного района, отмеченных в породах свит С27 и С3'. Данные, полученные при вакуумно-декриптометрических и газово-хроматографических исследованиях, сопоставленные с полевыми наблюдениями и данными предыдущих исследователей, позволяют сделать следующие выводы:

1. Разработана и применена на практике методика опробования флюидизитов и вмещающих пород в коренном залегании и в породных отвалах угольных шахт.

2. Разработана генетическая классификация флюидизитов Белокалитвенского углепромышленного района Восточного Донбасса. Среди них выделяются две основные группы: высокоуглеродистые темноокрашенные восстановленные и низкоуглеродистые светлоокрашенные окисленные разности. Как первая, так и вторая группа подразделяется на локальные и региональные. К локальным высокоуглеродистым флюидизитам относятся высокоуглеродисто-кремнистые образования, углеродисто-кремнистые тектониты (флюидизит-брекчии), фтаниты, кварц-полисульфидные флюидизиты. Региональные восстановленные разности представлены прогрессивным и регрессивными флюидизитами угольных пластов.

Группу локальных окисленные флюидизитов образуют кварцевые, карбонатные и кварц-карбонатные жилы, и связанные с ними метасоматиты. К региональным низкоуглеродистым флюидизитам относятся окварцованные песчаники.

3. Определены пространственно-временные критерии формирования различных генетических типов флюидизитов. Образование высокоуглеродистых разностей происходило на ранних этапах формирования Донецкого авлако-гена. Светлоокрашенные низкоуглеродистые флюидизиты образовывались на инверсионном этапе формирования Донбасса и в периоды тектоно-магма-тической активизации.

4. Выявлена пространственно-генетическая связь различных типов флюидизитов со структурно-тектоническими элементами. Установлено, что образование высокоуглеродистых разностей связано с глубинными долгожи-вущими разломами. Их формирование происходило на глубинах, превышающих 2 км, в высокоуглеродистых терригенных толщах - угольных пластах, углистых сланцах и т. д. Генезис низкоуглеродистых типов происходил на глубинах не превышающих 2 км в безуглеродистых или слабоуглеродистых осадочных толщах.

5. В результате газово-хроматографических исследований выявлен состав флюидов, принимавших участие в генезисе того, или иного типа флюидизитов. Восстановленные темноокрашенные разности образовывались под действием метановых и водно-метановых флюидов, тогда как в образовании окисленных светлоокрашенных флюидизитов принимали участие угле-кислотно-водные и паро-водные флюиды.

6. Вакуумно-декриптометрические исследования позволили определить температуры и давления минералообразования. По полученным данным, выделяется три группы флюидизитов: низкобарические (50 — 350 бар), и высокобарические (550 - 3000 бар). Температура образования высокоуглеродистых флюидизитов составляет 300 — 500°С, низкоуглеродистых - от 30 до 250°С.

7. Усовершенствована методика компьютерной визуализации микрообъектов при минералогических и петрографических исследованиях, позволяющая наблюдать и фиксировать изображение при помощи компьютера, избегая трудоемкого процесса фотографирования.

8. Определен состав элементов-примесей для каждого генетического типа флюидизитов. В общем, для низкобарических характерно повышенное содержание Au, Ag, Ti, Zn, Ba, Cr, As, Sr, для среднебарических - Ag, Fe, Ti, Mg, Ni, Mn, Pb и для высокобарических - Ti, Fe, Mo, Pb, Mn, Zn.

9. Установлено, что в соответствии с геотехнологическими свойствами, исследованные флюидизиты могут использоваться во многих областях народного хозяйства. Высокоуглеродистые флюидизиты угольных пластов, имеющие повышенную газоносность, представляют практический интерес как микрогазовые месторождения, а также, являются индикаторами выбро-соопасных зон при проходке подземных горных выработок. Высокоуглеродисто-кремнистые образования могут использоваться как высококачественные пробирные камни. Высокая прочность и химическая инертность высокоуглеродистых флюидизитов дает возможность использования их, как кислотоупорного сырья. Декоративные качества и физико-механические свойства дают возможность применить как низко-, так и высокоуглеродистые разности для производства различного рода строительных материалов, облицовочной плитки, предметов декоративно-прикладного назначения и ювелирных изделий. Флюидизиты являются концентраторами редких и благородных металлов, что позволяет рассматривать их, как возможный источник этих металлов при разработке соответствующих технологий извлечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Гончаров, Алексей Борисович, Ростов-на-Дону

1. Артюшков Е. В. Физическая тектоника. М., «Наука», 1993.

2. Бабенко В. П. Петрологические исследования палеозойских углей Европейской части СССР с целью расширения ресурсов коксующихся углей. Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 1979.

3. Белоконь В. Г. О положении Донецкого каменноугольного бассейна среди тектонических сооружений юга европейской части СССР. Геол. журн., 1979, т. 39, вып. 3.

4. Богуш И. А., Сендецкий И.И. Проявления золота в Белокалитвенс-ком районе Восточного Донбасса./Проблемы геологии и геоэкологии Южнороссийского региона. Сб. научн. тр. Новочеркасск: «Набла». 2001. С. 144148.

5. Бутурлинов Н. В., Скаржинекий В. И. О комплексах магматических пород и магматических формациях Донецкого бассейна. РАН СССР, т. 193, N° 2, 1970.

6. Войтов Г.П. Об изотопном составе углерода угля, углекислоты и метана в Донбассе. //Геол. журнал. 1988, № 1.

7. Гавриш В. К. Глубинные разломы, геологическое развитие и неф-тегазоносность рифтогенов. Киев, «Наукова думка», 1974.

8. Гамов М.И., Труфанов В.Н. Методика выявления и картирования энергетических аномалий в геосистемах локального уровня. // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа. Т.2. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 1999. с. 55-57.

9. Гаркаленко И. А. Бородулин М. И. Глубинная тектоника Донецкого бассейна. Геофиз. Сборник АН УССР, вып. 48, Киев, 1972.

10. И. Гончаров А. Б. Кварцево-углеродистые флюидизиты новый вид камнесамоцветного сырья. V Международная конференция «Новые идеи внауках о Земле». Тезисы докладов. Москва, 2001.

11. Гончаров А. Б., Майский Ю. Г., Мещанинов Ф. В. Основы геммологии. / Методическое пособие. Ростов-на-До ну, 2001.

12. Гончаров А. Б. Генетическая типизация кварцево-карбонатно-угле-родистых флюидизитов Восточного Донбасса. / Материалы XI Международной конференции по термобарогеохимии. Александров, 2003.

13. Гончаров А. Б. Высокодисперсные кварц-углеродистые флюидизиты Восточного Донбасса. / Углерод. Мингералогия, геохимия, космохимия. Сыктывкар, 2003.

14. Гончаров А. Б. Кварцево-карбонатно-углеродистые флюидизиты Восточного Донбасса. / http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/083.pdf/Электронный журнал «Исследовано в России» 083/030413 Москва, 2003.

15. Грановская Н. В. Роль процессов флюидизации осадочных, в том числе угленосных формаций юга России в их металлогенической специализации и формировании нетрадиционных источников минерального сырья.

16. Грановская Н. В. Морфология и генетические особенности золота Керчикского рудопроявления. — Проблемы геологии, оценки и прогноза полезных ископаемых. Тезисы докладов. Новочеркасск, 1995 г.

17. Гурьянов В.В., Труфанов В.Н., Матвиенко Н.Г., Бобин В.А. Формы нахождения метана в углях и геотехнологические методы дегазации угольных пластов. Ростов-на-Дону: СКНЦ ВШ. 2000. 64 с.

18. Дегазация Земли и геотектоника. Тезисы докладов I Всесоюзного совещания. М., «Наука», 1980.

19. Дегазация Земли и геотектоника. Тезисы докладов II Всесоюзного совещания. М., «Наука», 1985.

20. Дегазация Земли и геотектоника. Тезисы докладов III Всесоюзного совещания. М., «Наука», 1991.

21. Донецкий бассейн. Угленосные формации верхнего палеозоя СССР. Лагутина В. В. и др. М., «Недра», 1975.

22. Егоров А. И. Глобальная эволюция торфоугленакопления (палеозой). Ростов-на-Дону. ИРГУ. 1992.

23. Егоров А.И. Глобальная эволюция торфоугленакопления. Ростов-на-Дону, издательство РГУ, 1992.

24. Ершов В. 3. Конседиментационные тектонические разрывы в Западном Донбассе. Геол. журнал, т. 33, вып. 6, 1973.

25. Завгородний А. Н., Ильницкий Л. И., Лучинкин А. Г., Шелухин В. И. Новая находка флюорита в Донецком бассейне. — «Геол. журнал АН УССР», 1972, т. 32, вып. 2.

26. Зинчук И. Н., Калюжный В. А., Щирица А. С. Флюидный режим гидротермального минералообразования Центрального Донбасса. Киев, «На-укова думка», 1984.

27. Иванкин П. Ф., Назарова Н. И. Методика изучения рудоносных структур в рудоносных толщах. М., «Недра», 1988.

28. Иванкин П. Ф., Назарова Н. И., Цой Р. В. Объемные реконструкции глубинного строения подвижных поясов. Узб. геол. журнал, 1984, № 6.

29. Иванкин П.Ф., Труфанов В.Н. Об углеводородной флюидизации ископаемых углей. Докл. АН СССР, т. 292, № 5, 1987.

30. Иванкин П. Ф. Морфоструктуры и петрогенезис глубинных разломов. М.: Недра, 1991.

31. Ивантишина О. М., Гаврусевич И. Б. Вариации изотопного состава серы и киновари месторождений и проявлений ртути Украины. В кн.: Тез. докл. VI Всесоюз. симпозиума по стаб. изот. в геохимии. М.,, «Наука», 1976.

32. Кармазин П. С. Об изверженных породах в Амвроскевском районе Донбасса. Геол. журнал АН УССР, т. 29, вып. 5, 1969.

33. Каушанская П. И., Галкин Б. А. Исследование при помощи замедленной киносъемки динамики развития бестрещинных жил. В кн.: Физика и физико-химия рудообразующих процессов. Новосибирск, «Наука», 1971.

34. Коваленко П. П., Заря В. Ф., Большаков А. В. Структура и зональность Никитовского рудного поля. Сов. Геология, 1978, № 10.

35. Лазаренко Е. К., Панов Б. С., Груба В. И., Павлишин В. И. Минералогия Донецкого бассейна. Ч. 1 — 2. Киев, «Наукова думка», 1975.

36. Логвиненко Н. В. Литология и палегеография продуктивной толщи Донецкого бассейна. Харьков: Изд - во ХГУ, 1953.

37. Лосев Н.Ф., Труфанов В.Н., Смирнов Б.В., Фролков Г.Д. Процессы и явления, формирующие и сопровождающие выбросы угля и газа. // Препринт №13. Ростов-на-Дону: СКНЦ ВШ. 1994. 24 с.

38. Лось М.М., Сьян С. И., Богуш И. А., Сафонов А. И. Пневмо-гид-ротермальные проявления флюорита в Восточном Донбассе./Тез. докл. 4 сессии Сев.-Кав. Отдел. ВМО АН СССР. Пермь. 1988. С. 32.

39. Майский Ю.Г., Гончаров А. Б., Мещанинов Ф.В. Применение компьютера при микроскопических геологических исследованиях. Проблемы Геологии и геоэкологии Южнороссийского региона. Сборник научных трудов. Новочеркасск, «Набла», 2001.

40. Майский Ю.Г., Гончаров А. Б., Мещанинов Ф.В. Новые компьютерные методы в микроскопических исследованиях. V Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов. Москва, 2001.

41. Майский Ю.Г., Гончаров А. Б. Применение методов вакуумной дек-риптометрии в геоэкологических исследованиях в Восточном Донбассе. Ростов-на-Дону, 2001.

42. Майский Ю.Г., Гончаров А. Б. Опыт применения компьютерных технологий в преподавании специальных геологических дисциплин. Современные информационные технологии в учебном процессе. Тезисы докладов. Ростов-на-Дону, 2002.

43. Майский Ю.Г., Гончаров А. Б. Компьютерные технологии и обучающие программы в геологии. Тезисы докладов V Всероссийской школы. Ростов-на-Дону, 2001.

44. Майский Ю. Г. Термобарические исследования карбонатов из некоторых гидротермальных проявлений открытого Донбасса. Минералого-петрографические и геохимические исследования на Северном Кавказе и в Донбассе. ИРУ, 1972.

45. Майский Ю. Г. Термодинамические условия гидротермального ми-нералообразования в Центральном Донбассе. Минералогический сборник Львовского госуниверситета. 1973 г. № 27. Вып. 2.

46. Майский Ю. Г. Природная газоносность ископаемых углей по данным вакуумной декриптометрии. // X Всероссийское угольное совещание «Ресурсный потенциал ТГИ на рубеже XXI века». Ростов-на-Дону: 1999. С. 193194.

47. Майский Ю. Г. Результаты термовакуумных исследований донбас-ситов. исследования по минералогии и петрографии на территории Северного Кавказа и Донбасса. ИРУ, 1971.

48. Маракушев А. А. Петрогенезис и рудообразование (геохимические аспекты). М., «Наука», 1979.

49. Назарова Н. И. Обобщение и анализ материалов по петроструктурным преобразованиям угленосных пород Донбасса.

50. Николин В. И., Зубарев Е. П., Лысиков Б. А., Кокин В. К. О физико-химической природе особенностей свойств выбросоопасных песчаников. М.: Недра, 1971.

51. Особенности и условия формирования малоамплитудных разрывных нарушений Горловской антиклинали. Бабич А. А., Буцик Ю. В. и др. Геол. журнал, т. 40, вып. 2, 1969.

52. Очеретенко И. А., Шевлягин Е. В. Минералогический состав и возраст даек лампрофиров в южной части Донбасса.

53. Петров А. И. Импульсно-очаговые структуры и проблемы их рудо-носности. Л., «Недра», 1988.

54. Погребнов Н. И. Размещение палеозойских бассейнов в современных структурах земной коры на территории СССР и их сравнительная характеристика. В кн.: Угленосные формации верхнего палеозоя СССР. М., «Недра», 1975.

55. Попов В. С. Мелкоамплитудные разрывные нарушения в угольных пластах Донецко-Макеевского геолого-промышленного района Донбасса. Геол. журнал, т. 39, вып. 6, 1979.

56. Поспелов Г. Л., Каушанская П. И. Сорбционные и хроматографи-ческие процессы при рудообразовании. «Коллоид, ж.», 1963, № 2.

57. Поспелов Г. Л., Каушанская П. И. Стадии развития и типы бестрещинного жилообразования. «Геол. и геофиз.», 1962, № 9.

58. Рахматуллин Э. X. Минеральное сырье. Сырье кислотоупорное. Справочник. М., Мин. Природных ресурсов РФ, 1998.

59. Саранчук В. И., Айруни А. Т., Ковалев К. Е. Надмолекулярная организация и свойства угля. Киев: Наукова думка, 1988.

60. Сауков А. А. Геохимия. М., «Наука», 1966.

61. Скаржинский В. И. Эндогенная металлогения Донецкого бассейна. Киев, «Наукова думка», 1973.

62. Сементовский Ю. В. Минеральное сырье. Камни облицовочные. Справочник. М., Мин. Природных ресурсов РФ, 1998.

63. Сементовский Ю. В. Минеральное сырье. Строительные камни и заполнители бетона. Справочник. М., Мин. Природных ресурсов РФ, 1997.

64. Соколов Б. А., Старостин В. И. Флюидодинамическая концепсия формирования месторождений полезных ископаемых. Смирновский сборник -97. М., 1997.

65. Соллогуб В. Б. Чекунов А. В. Глубинное строение и эволюция земной коры. В кн.: Проблемы физики Земли на Украине. Киев, «Наукова думка», 1975.

66. Степанов П. И. Тектоника Донбасса. Геол. СССР. Т. VII. М., «Гос-геолиздат», 1944.

67. Структурная геология Донецкого угольного бассейна. Погребнов Н. И. И др. М., «Недра», 1985.

68. Труфанов В. Н. К термодинамике постмагматических процессов минерало-образования на Северном Кавказе. — В кн.: Рудообразующая среда по включениям в минералах. М., «Наука», 1972.

69. Труфанов В. Н. Роль процессов углеводородной флюидизации в формировании угольных месторождений.

70. Труфанов В. Н., Гамов М. И., Рылов В. Г., Труфанов А. В. Методика прогнозирования метанообильных зон углегазовых месторождений Восточного Донбасса.// Материалы симпозиума «Неделя горняка ». М.: МГГУ. 2001. 12 с.

71. Труфанов В. Н., Гамов М. И., Рылов В. Г., Труфанов А. В. Моделирование процессов деструкции систем «уголь — газ» в связи с решением проблемы угольного метана. //Научная мысль Кавказа. Приложение 1 СКНЦ ВШ 2000 с. 119-133

72. Труфанов В.Н. Актуальные проблемы развития минерально-сырьевой базы Ростовской области на основе критических геотехнологий. // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа. Т.1. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 1999. с. 11-14.

73. Труфанов В.Н. Углеводородная флюидизация ископаемых углей и ее роль в процессах дегазации угольных пластов // Проблемы геологии, оценки и прогноза полезных ископаемых Юга России. Новочеркасск: НГТУ, 1995. С. 27-30.

74. Труфанов В.Н., Лосев Н.Ф., Гамов М.И., Рылов В.Г., Славгородс-кий Н.И. Особенности формирования и термобарогеохимические критерии прогнозирования выбросоопасных зон в угольных пластах. Ростов-на-До ну: СКНЦВШ. 1993.30 с.

75. Труфанов В. Н., Грановский А. Г. и др. Прикладная термобарогео-химия. Ростов/Дон. Издательство РГУ, 1992,.

76. Хаин В. Е. Региональная тектоника. Внеальпийская Европа и Западная1. Азия. М., «Недра», 1977.

77. Холодов В. Н. Постседиментационные преобразования в элизион-ных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). М., «Наука», 1983.

78. Шамрай И. А., Куршев С. А., Майский Ю. Г., Труфанов В. Н., Ушак А. Т. Телетермальный рудогенез на Северном Кавказе и в Донбассе. Современное состояние учения о месторождениях полезных ископаемых. Ташкент, 1971.

79. Штах Э. Петрология углей. М., «Мир». 1978.

80. Шунгиты Карелии и пути их комплексного использования. Под ред. Шлямина А. Н. Петрозаводск, «Карелия», 1975.

81. Япаскурт О. В. Литогенез и полезные ископаемые миогеосинкли-налей. М., «Недра», 1992.

Информация о работе

Гончаров, Алексей Борисович
кандидата геолого-минералогических наук
Ростов-на-Дону, 2004
ВАК 25.00.11

Диссертация

Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы