Донецкий бассейн

Этот бассейн расположен в основном на Украине (Днепропетровская, Донецкая и Ворошиловградская области) и частично в Ростовской области России. Он простирается в субширотном направлении на 650км при ширине 150км. Общая площадь 60 000км (рис.5,6).

Он занимает часть Днепровско – Донецкой впадины и всю область развития Донецкого складчатого сооружения. На 25тыс.км² продуктивные отложения каменноугольного возраста выведены на дневную поверхность.

По классификации Иванова Г.А. он относится к геосинклинальному типу – прогиб перед формирующимися складчатыми сооружениями, по мнению Погребного Н.И. – это бассейн парагеосинклинального типа, по классификации Матвеева – это политипный бассейн. Добыча угля в бассейне достигает почти 200млн.т. в год. Максимальная глубина разрабатываемых пластов – 1400. Первые сведения об углях Донбасса появились в 1721 – 25гг. Промышленное освоение начато в 1795г. На сегодня – это один из наиболее изученных угольных бассейнов СНГ.

Донецкий бассейн сложен мощной толщей осадочных пород палеозоя, мезозоя и кайнозоя, залегающих несогласно и с размывом на изверженных и метаморфических породах докембрия. Разрез палеозоя и мезозоя характеризуется многочисленными перерывами, несогласиями с выпадением из разреза целых стратиграфических подразделений. Начинается разрез с терригенно – карбонатных формаций среднего девона, а также терригенно – эффузивных и эвапоритовых формаций верхнего девона. Их суммарная мощность изменяется от первых десятков м до 700м на ЮЗ и до 3 – 5км в центре прогиба.

В разрезе карбона присутствуют нижне- средне- и верхнекаменноугольные отложения. Каменноугольные отложения с перерывом и трансгрессивно лежат на верхнем девоне или даже на кристаллическом фундаменте.Нижняя часть разреза (турнейский и значительная часть визейского яруса) представлена известняками мощностью 300 – 600м. Вся вышележащая часть сложена переслаивающимися терригенными породами с подчиненными пластами и прослоями известняков и углей. Общая мощность циклически постройной толщи карбона составляет на ЮВ бассейна 15 – 18км. Эти фациально разнообразные отложения (морские, прибрежно – морские, дельтовые, аллювиальные, озерные, болотные) включают более 300 пластов и прослоев углей мощностью от 0.3 до 2.5м.

Разрез карбона расчленен на свиты. В нижнем отделе - 4, среднем – 8, в верхнем – 4. Общая мощность карбона увеличивается с СЗ на ЮВ от переферии к центру бассейна в поперечном разрезе наибольшая мощность отмечается на южном крыле главный антиклинали.

Вышележащие пермские отложения развиты в западной части бассена и локально на северо – востоке. В нижней перми развиты красноцветные терригенные, карбонатно – терригенные и эвапоритовые формации. Верхнепермские отложения сложены в основном красноцветными терригенными породами с конгломератами в основании. Общая мощность пермских отложений 1200 – 1500м.

Вышележащие Мz – Kz отложения представлены в основном терригенными породами. Развиты они чаще всего на СЗ и З бассейна. Их общая мощность составляет 1500 – 1800м.

В южных районах Донбасса отмечаются проявления магматизма. Магматизм связан с фазами активизации тектонических движений в средне – позднедевонское, позднепермское и мезозойское время. Магматические образования представлены дайками, лакколитами, штоками и силлами субвулканических пород. Интрузии часто прорывают угленосные отложения карбона.

Донецкий бассейн располагается между Украинским щитом и Воронежской антеклизой и является частью так называемого прогиба Большого Донбасса, включающего с СЗ на ЮВ: Припятский, Днепровско – Донецкий и Донецкий. В среднепалеозойское время погружение в этом прогибе носило платформенный хараетер, отмечается угловое несогласие. В серпуховское время начинается резкая дифференциация тектонического режима. В Припятском и Днепровском прогибах продолжается платформенный режим – не слишком интенсивное

погружение. В Донецком прогибе же погружение в позднем палеозое заметно усиливается приобретая на большей его площади субгеосинклинальный (интенсивный) характер. Скорость прогибания резко возрастает в направлении от бортов к центру и с северо – запада на юго – восток. С этого времени в Донбассе начинает накапливаться мощная паралическая угленосная формация. На фоне колебательных движений резко преобладало погружение, что и обусловило мощное осадконакопление.

Резко дифференцированные движения блоков фундамента в палеозое нашли отражение в каменноугольных отложениях в виде многочисленных разрывов типа сбросов, в том числе и достаточно протяженных региональных прибортовых разломов. На площадях Южного, Западного и Северного Донбасса одновременно с каменноугольным осадконакоплением формируются многочисленные конседиментационные структуры: вдоль разломов, над блоками, над разломами и другие.

Герцинский цикл тектогенеза завершается общей инверсией Донецкого прогиба и интенсивными складкообразовательными движениями. Наиболее энергичное складкообразование связано со второй половиной ранней перми. Эти движения создали основные тектонические структуры бассейна. Движения на границе перми и триаса значительно усложнили тектонику угленосной формации карбона и завершили субгеосинклинальную фазу развития Донецкого прогиба – в результате на его месте возникло Донецкое складчатое сооружение. На протяжении Мz – Kz в Донбассе преобладали восходящие тектонические движения.

Вопрос о геотектонической природе Донецкого угольного бассейна является предметом длительной дискуссии продолжающейся до настоящего времени.

По мнению Матвеева А.К. Донбасс – наиболее характерный представитель политипных бассейнов. Геотектоническая неоднородность Донбасса отчетливо проявляется в двух направлениях: от бортов к центру и с севера – запада на юго – восток. В этих направлениях изменяются мощность угленосной формации, метаморфизм углей, морфология складок и разрывов, количество угольных пластов и др.

СВ и ЮЗ борта а также его СЗ часть типично платформенные. Большая центральная и крайняя ЮВ часть бассейна характеризуются геотектоническим режимом, близким к геосинклинальному (мощность > 10км, угли – антрациты, сложные складчато – надвиговые структуры после раннепермского формирования).

Донецкий бассейн в целом представляет собой синклинорий. Преобладают в нем широкие синклинали, антиклинали узкие, осложнены разрывами и имеют подчиненое значение (рис.6).

Складчатость угленосной формации характеризуется отчетливой зональностью. В центре бассейна развиты крупные линейные складки: Главная антиклиналь, Главная и Южная синклинали. Эти структуры простираются через весь бассейн и уходят на ЮВ в пределы вала Карпинского. Главная антиклиналь имеет симметричное строение, крутые углы падения крыльев (50 – 80^о), осложнена мелкими складками и многочисленными разрывами. Главная и Южная синклинали – асимметричны, поднятиями разделены на более мелкие депрессии.

Вдоль северного борта бассейна протягивается на 300км северная зона мелких складок, на севере она ограничена региональными разломами. Эта зона состоит из небольших, узких асимметричных антиклиналей и более широких синклиналей. На севере зоны они более простые построению, чем на юге.

На северном моноклинальном борту бассейна каменноугольные отложения лежат на докембрийском фундаменте южного склона Воронежской антиклизы.

Таким же образом изменяется складчатая структура угленосной формации в направлении от центральной части бассейна к южной окраине его.

СЗ часть бассейна характеризуется развитием зоны переходных складок от линейных к прерывистым. Основными элементами здесь являются крупные синклинали – Бахмутская и Кальмиус – Торецкая котловины и разделяющая их система антиклиналей. Синклинали

осложнены многочисленными брахиантиклинальными и куполовидными поднятиями. Для Донецкого бассейна характерно широкое развитие разрывных нарушений: сбросов, взбросов, надвигов. Последние преобладают в северной и южной зонах мелкой складчатости. Амплитуды смещения до сотен м.

В последние годы геофизиками получены новые данные о глубинном строении Донбасса. По материалам ГСЗ под каменноугольными и девонскими отложениями в приосевой части прогиба Донбасса выделяется грабен заполненный рифейско – вендскими отложениями мощностью до 10 – 12км.

В восточном Донбассе на профиле Полтава – Элиста намечается региональный подъем фундамента вдоль оси прогиба до 8 – 9км. Восточнее этого приподнятого участка он вновь погружается в районе Каспия до глубины 20км и более. Судя по скоростям в Восточном Донбассе выпадает гранитный слой и земная кора здесь приближается к субокеаническому типу.

В угленосной формации карбона в бассейне выделяют 300 угольных пластов и прослоев. На основной площади бассейна большинство угольных пластов рабочей мощности приурочено к среднему карбону. Пласты среднего карбона содержат 87% запасов угля бассейна.

В западных районах высокую угленосность имеет серпуховский ярус. В серпуховском ярусе сосредоточено около 11% запасов. Вдоль СВ борта бассейна установлена угленосность нижневизейских отложений. Мощность угленосной толщи здесь около 100м и лежит она на размытой поверхности фундамента. Угли здесь бурые или переходные к каменным.

Общее количество угольных пластов возрастает параллельно увеличению мощности каменноугольных отложений; от бортов к центру и с СЗ на ЮВ. Максимальное их количество в районе г. Шахты.

Мощность рабочих угольных пластов: 0.55 – 1.2м, иногда достигает 1.8 – 3.0м. Средняя же их мощность 0.7 – 0.8м.

Строение большинства угольных пластов непостоянное. Угольные пласты достаточно выдержаны, некоторые прослежены на многие десятки км.

Почти все пласты Донбасса сложены гумусовыми углями. Встречаются но редко липтобиолиты. Встречаются угли смешанного сапропелево – гумусового состава. Преобладают угли с зольностью 15 – 20%. Высокая зольность (>25%) встречается редко. Содержание серы от 1 до 7%, преобладают высокосернистые.

Увеличение степени метаморфизма отмечается сверху вниз по разрезу, а в каждом пласте с СЗ на ЮВ и от бортов к центру. Угли по марочному составу: от бурых до антрацитов. Закономерности изменения степени метаморфизма углей хорошо согласуются не с современной, а с доинверсионной структурой Донбасса.

Ресурсы углей по данным Матвеева А.К. составляют 141млрд.т. Запасы (А+В+С₁) – 50.3млрд.т. По другим данным – 240млрд.т.