Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса

Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса

Предложена принципиальная модель формирования дислокационной зоны Западного Донбасса в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформного разрыва субмеридианального простирания, транстенсии, вызвавшей - формирование пулл-апарта, с последующим развитием структур типа «домино» в результате левос...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2017
Автор: Уразка, М.С.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2017
Назва видання:Геотехнічна механіка
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158614
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса / М.С. Уразка // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 60-73. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-158614
record_format dspace
spelling irk-123456789-1586142019-09-09T01:25:21Z Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса Уразка, М.С. Предложена принципиальная модель формирования дислокационной зоны Западного Донбасса в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформного разрыва субмеридианального простирания, транстенсии, вызвавшей - формирование пулл-апарта, с последующим развитием структур типа «домино» в результате левосдвиговой активизации. Приведены результаты комплексного анализа механизма тектоногенеза, морфометрических и морфоструктурных исследований деформационных процессов, участвующих в формировании современной морфологии угольных пластов и планов природной метаноносности участка геологической разведки Свидовской. Запропоновано принципову модель формування дислокаційної зони Західного Донбасу в умовах формування зсуво-роздвигу уздовж трансформного розриву субмерідіанального простягання, транстенсіі, що викликала формування пулл-апарту, з подальшим розвитком структур типу «доміно» в результаті лівозсувної активізації. Наведено результати комплексного аналізу механізму тектогенезу, морфометричних і морфоструктурних досліджень деформаційних процесів, що беруть участь у формуванні сучасної морфології вугільних пластів і планів природної метаноносності ділянки геологічної розвідки Свідовська. Objective of the study is to create a conceptual model of dislocation zone formation in the Western Donbass under conditions of strata movement and separation along the transform fault of the sub-meridian strike, and transtension, which causes a pull-apart shift with subsequent development of domino-type structures due to activation of the left shift. The author presents results of tectonogenesis mechanism analysis and morphometric and morphostructural studies of deformation processes, which participate in formation of modern coal-seam morphology and plans of natural methane-content in geological site of exploration in the Svidovskaya Mine. 2017 Article Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса / М.С. Уразка // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 60-73. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158614 553.242:[553.578.1 + 543.576.9]((477.61/62)) ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Предложена принципиальная модель формирования дислокационной зоны Западного Донбасса в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформного разрыва субмеридианального простирания, транстенсии, вызвавшей - формирование пулл-апарта, с последующим развитием структур типа «домино» в результате левосдвиговой активизации. Приведены результаты комплексного анализа механизма тектоногенеза, морфометрических и морфоструктурных исследований деформационных процессов, участвующих в формировании современной морфологии угольных пластов и планов природной метаноносности участка геологической разведки Свидовской.
format Article
author Уразка, М.С.
spellingShingle Уразка, М.С.
Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
Геотехнічна механіка
author_facet Уразка, М.С.
author_sort Уразка, М.С.
title Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
title_short Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
title_full Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
title_fullStr Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
title_full_unstemmed Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса
title_sort газоносность угольных пластов в дислокационной зоне западного донбасса
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2017
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158614
citation_txt Газоносность угольных пластов в дислокационной зоне Западного Донбасса / М.С. Уразка // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 60-73. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv AT urazkams gazonosnostʹugolʹnyhplastovvdislokacionnojzonezapadnogodonbassa
first_indexed 2025-07-14T11:10:32Z
last_indexed 2025-07-14T11:10:32Z
_version_ 1837620456894496768
fulltext ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 60 УДК 553.242:[553.578.1 + 543.576.9]((477.61/62)) Уразка М. С., аспирант (ИГТМ НАН Украины) ГАЗОНОСНОСТЬ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В ДИСЛОКАЦИОННОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОГО ДОНБАССА Уразка М. С., аспірант (ІГТМ НАН України) ГАЗОНОСНІСТЬ ВУГІЛЬНИХ ПЛАСТІВ В ДИСЛОКАЦІЙНІЙ ЗОНІ ЗАХІДНОГО ДОНБАСУ Urazka M., Doctoral Student (IGTM NAS of Ukraine) COALBED GAS CONTENT IN DISLOCATION ZONE OF THE WESTERN DONBASS Аннотация. Предложена принципиальная модель формирования дислокационной зоны Западно- го Донбасса в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформного разрыва субмеридианаль- ного простирания, транстенсии, вызвавшей - формирование пулл-апарта, с последующим развитием структур типа «домино» в результате левосдвиговой активизации. Приведены результаты комплексного анализа механизма тектоногенеза, морфометрических и морфоструктурных исследований деформационных процессов, участвующих в формировании совре- менной морфологии угольных пластов и планов природной метаноносности участка геологической разведки Свидовской. В пределах угольного пласта выявлена зона пониженных значений природной газоносности се- веро-восточного простирания, обусловленная присутствием в массиве горных пород тектонополосы, образованной серией малоамплитудных тектонических нарушений, морфологически выраженных сдвигами – левыми сколами Риделя R1. Ключевые слова: Западный Донбасс, транстенсия, пулл-апарт, рамп, антитетический сброс, сколы Риделя, метаноносность. Актуальность. Оценка перспективности газоносности осадочных отложе- ний Западного Донбасса (ЗД) неразрывно связана с геодинамическими особен- ностями и тектонической «историей» формирования исследуемого района. Эти положения для углегазовой геологии важны, прежде всего, для уточнения при- роды и механизма тектогенеза в контексте формирования углегазовых место- рождений в целом. А в частности, возможность поисков перспективных объек- тов - газоносных структур углепородного массива в условиях ЗД. Объект исследования и анализ ранее выполненных работ. К ЗД относит- ся локальная площадь переходной зоны от Донецкого складчатого сооружения к Днепровско-Донецкой впадине (ДДВ), расположенная западнее Красноар- мейского геолого-промышленного района Донбасса, которая охватывает юж- ный борт ДДВ и контролируется Криворожско-Павловской шовной зоной (КПШЗ) на востоке и Орехово-Павлоградской (ОПШЗ) на западе, шовными зонами глубинных разломов, в южной части ограничена Украинским щитом ________________________________________________________________________________ © М.С. Уразка, 2017 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 61 (УЩ), а в северной – Михайловско-Юрьевским глубинным разломом (МЮГР). ОПШЗ расчленила территорию ЗД на Приднепровскую и Самарскую глыбы (СГ), выделенные по палеозойскому структурному этажу. По мнению авторов [1] неравномерное многоступенчатое погружение кристаллического фундамен- та СГ разбило последнюю на три узких блока и отразилось в ее горсто- грабеновом строении. ОПШЗ в своей северной части - серия спаренных разло- мов западного падения, с которыми пространственно сопоставляется ступенча- тое залегание раздела Мохо, установленное по данным глубинного сейсмиче- ского зондирования ГСЗ [2]. При этом, в пределах Приазовского блока (карта разломно-блоковой тектоники Г.И. Каляева) ОПШЗ ограничена рампом взбро- сового типа (структура зон сжатия): Орехово-Павлоградским и Азово- Павлоградским. А в палеозойском структурном этаже ЗД, ОПШЗ выражена Ка- рабиновским сбросом, горизонтальное смещение вдоль которого составляет до 15-20 км. Особенность его образования - результат расщепления основного сброса на собственно Карабиновский, Знаменовский сбросы и Апофизу «А»; особенность структурного рисунка – структура типа «конский хвост» [3], обу- словленная правосторонним смещением отложений по ОПШЗ [4]. Криворожско-Павловский сброс северо-западного простирания и северо- восточного крутого падения (структура КПШЗ) – многоступенчатая сбросовая зона, состоящая из группы четырех сбросов с общей амплитудой 1200–1400 м.; структурный рисунок – веерообразное сочленение малоамплитудных разрывов в зоне затухания (сдвиговые смещения в зоне влияния основного разрыва) [4]. В то же время, примыкающие к КПШЗ в пределах Центрально-Приазовской межблоковой зоны УЩ, соосно простирающиеся Центрально-Приазовский и Малоянисольский разломы восточного падения интерпретированы, как разло- мы взбросового типа (карта Г. И. Каляева). При изучении последнего [5] выяв- лены структуры кручения, подворотов, структур скола и отрыва в разломной зоне, указывающие на правый сдвиг в пределах разрыва в докембрийских ком- плексах пород (район Новоянисольского массива гранитов). По данным [6] в пределах УЩ субмеридиональные КПШЗ и ОПШЗ относятся к структурам сдвигового типа, а вдоль Криворожского разлома в настоящее время происхо- дит правостороннее сдвиговое перемещение пород наряду с незначительными вертикальными движениями. В зоне Павлоградского выступа были установле- ны [7] многочисленные сбросо-сдвиги с большой горизонтальной амплитудой смещения, образование которых обусловлено подвижками тектонических бло- ков докембрийского фундамента по глубинным разломам. Этот фактор [7] бла- гоприятствовал заложению грабена – «борозды», ограниченного Павлоградско- Вязовским и Центральным сбросами, в формировании которого главную роль играли горизонтальные смещения. При этом, образование фрагментарно ши- ротного, субширотного МЮГР, связано со значительными горизонтальными усилиями, направленными с юга (юго-запада) во «время экспансии сдвигового тектогенеза, господствовавшего на финальных этапах инверсии ДСС», а выяв- ленные в опущенном крыле Богдановского сброса «флексуры надвигания» и расщепления разрыва на группу мелких сбросов, позволяют рассматривать раз- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 62 витие структуры в режиме взбросо-сдвига [4, 8]. Подтверждение о горизон- тальных тектонических напряжениях, действующих на массив горных пород ЗД, отмечено в работе [9]: «Направление действующих сил – близкое к субши- ротному с азимутом простирания около 120º». Большинство малоамплитудных разрывов [10], концентрируется в узких зонах, вытянутых в двух направлениях через все шахтные поля исследуемого района. Четыре направления характерны, исключительно, для поля шахты Днепровская, при этом, среднеамплитудные сбросы смещают зоны малоамплитудных разрывов в горизонтальной плоскости в режиме левостороннего сдвига на 200-500 м. В исследованиях [11] на анали- зируемой площади в пределах горных отводов шахт выделена левосдвиговая зона широтного простирания (азимут простирания 85-95º), разрывы которой сформировались в условиях горизонтального положения главной кинематиче- ской плоскости σ1–σ3: σ1 – 40-50º, σ3 – 130-140º и приведена интерпретация структурного парагенеза разрывной сдвиговой тектоники ЗД. Маркер сдвига зафиксирован на участке шахты Павлоградская [12] – смещение частей локаль- ного размыва угольного пласта с5, (горизонтальная амплитуда 300-320 м). На полях шахт Терновская, Павлоградская, Благодатная выявлены ступенчатые плановые «изгибы вдавливания» и левостороннего смещения фрагментов ли- нии скрещения Богдановского сброса с угольными пластами. Выявленный ранее структурный парагенез мало- и среднеамплитудной тек- тоники отражает эпизоды тектонической деформации в режиме левосдвиговой зоны, а крупноамплитудных разрывов северо-западного и близширотного (МЮГР) простираний в режиме правого сдвига. Поэтому вопрос о геодинами- ческих особенностях формирования ЗД остается открытым. Результаты исследований. Анализ и систематизация тектонических карт, разрезов в пределах отработанных и разведанных участков, планов горных ра- бот, роз-диаграмм простираний разрывной тектоники (рис. 1) ЗД, позволяют выделить ранее «незамеченные» особенности тектонических дислокаций. На площади исследования выделяется четыре системы дизьюнктивов, одна из ко- торых - система сбросов северо-западного простирания (азимут простирания 325-340º), наследующих ориентировку сбросовой КПШЗ и взбросовой ОПШЗ (Новостепановской, Попасненский, Булаховский (южная ветвь), Центральный, Павлоградско-Вязовский, Петропавловский северный и Криворожско- Павловский сбросы). Эти разрывы встречаются только на поле шахты Днепровская (в восточном крыле), либо представлены уступообразными фрагментами в простирании нарушений - границ шахтных полей (фрагмент Терновского сброса - шахта Са- марская). В контексте вышеизложенного, особый интерес вызывает тектоническое строение участка Свидовской, южной границей которого, служат горные отво- ды действующей шахты Западно-Донбасская и бывшей им. Ленинского Комсо- мола Украины. Западная и восточная границы – площади Морозовская и Пет- ровская, на которых отработка угольных пластов не производилась, и отсут- ствует возможность анализа малоамплитудной нарушенности. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 63 а- тектоническая карта с детализацией цифровой модели тектонической нарушенности (б); в- ре- зультаты структурно-геологические построений [13]; г- результаты структурно-геологические по- строений [1]; д- принципиальная схема (план) продольного удлинения за счет однонаправленного поворота системы «домино»: А - при образовании зоны растяжения до деформации; Б - после де- формации; В - типовой структурный рисунок ПДЗ и роз-диаграмм простираний разрывов малой амплитуды по данным горных работ Рисунок 1 – Схема геологического строения фрагмента Павлоградско-Петропавловской площади Выполненный анализ позволяет констатировать, что разрывы северо- западной ориентировки (азимут простирания 325-340º) восточного крыла шах- ты Днепровская и участка Свидовской образуют единую тектонополосу, ориен- тированную параллельно КПШЗ и вдоль сместителя которой наблюдается пра- вый сдвиг. Выделенная тектонополоса разделяет Центральный блок Самарско- го блока практически на две равные части. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 64 В тектонической отношении участок Свидовской (Свидовской купол) рас- положен между субпараллельными Благодатненским (на юго-юго-западе) и от- ветвлением Новодаченского (на северо-востоке в районе с. Поперечное) сбро- сами северо-западного простирания. Разрывы повторяют ориентировку основ- ных сбросов (Богдановский, Южно-Терновский), которые являются естествен- ными границами шахтных полей шахт Терновская, Павлоградская, Благодат- ная, им. Героев Космоса). Характерной особенностью участка исследований является присутствие на северной окраине широтного Морозовского сброса и серии диагональных среднеамплитудных сбросов северо-северо-западного про- стирания (Тарановский, Сброс «Г» и центрального сброса, разделяющего Сви- довской участок на две зоны: западную нарушенную и восточную ненарушен- ную), ориентированных параллельно Новодачинскому, Петропавловскому се- верному сбросам, расположенным в зоне влияния Криворожско-Павловской структуры глубинных разломов. Разрывные нарушения северо-западного и се- веро-северо-западного простирания имеют крутое юго-западное падение, углы падения варьируют в пределах 75-85 , амплитуды смещения изменяются от 10 до 65 м. Например, смещение угольных пластов по сместителю Финагиевского сброса составляет 65 м, Сброса «А» - 20-25 м. Петровский сброс характеризует- ся амплитудой смещения 10 м, а Тарановский сброс – 40-50 м. Финагиевский, Петровский и др. субпараллельные разрывы развиваются параллельно прости- ранию пород (продольные дизъюнктивы), Сброс «А», «Г», Тарановский и цен- тральный (в центральной части участка) по отношению к простиранию уголь- ной толщи являются диагональными. Вышеперечисленные разрывы образуют структуру типа «конского хвоста», характерную для сдвигового разрывообра- зования. Следует отметить, что с запада - северо-запада на восток – юго-восток по данным [1] сложная структура Павлоградского грабена до границы с Межевым надвигом, состоит из обособленных субпараллельных (рис. 1, г) чередующихся грабен-горстовых блоков, ограниченных структурами зон растяжения: встреч- ными и расходящимися сбросами для которых характерно вертикальное укоро- чение и горизонтальное удлинение. В направлении юго-запад – северо-восток это ступенчатая система практически вертикальных антитетических «сбросов - крылья последовательно подняты в направлении падения пластов [10] к ДДВ (рис. 1, в). Данные факты приводят к предположению: наблюдаемая ситуация может быть объяснена деформациями продольного удлинения (растяжения) с поворотами блоков (ротации) вокруг вертикальной оси. Структуры присдвиго- вого растяжения имеют в плане форму параллелограмма (рис.1, а), диагональ- ные границы - косые сдвиги. Проведенный геометрический анализ позволяет сделать выводы о формиро- вании ПДЗ в ЗД: в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформного разрыва субмеридианального простирания правосдвиговой кинематики и по- следующего косого растяжения - транстенсии, под влиянием фактора гетеро- генности возникает система субпараллельных сдвигов, имеющих отчасти ко- сую ориентировку к главному простиранию разлома, разделенных компенсаци- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 65 онными впадинами (рис. 1, д, А). Формируется приразломная впадина грабена - пулл-апарт, с образованием динамопар - структур сжатия на фронте сдвигае- мых блоков и структур растяжения в их тылу. При разрушении деформируемый объем делится на узкие жесткие блоки, ограниченные сдвигами одного знака и под влиянием левосдвигового поля тектонических напряжений согласованно поворачиваются (рис. 1, д, Б) - «механизм домино». Разделенные блоки уже не могут оставаться жесткими и претерпевают внутреннюю деформацию (рис. 1, д, В), развивается перекос геотектонических блоков – «домино» (гори- зонтальное перемещение будет компенсироваться деформациями в вертикаль- ной плоскости) и при повороте между крайними блоками и по окраинам, вы- свобождается некоторое пространство, куда как бы проседает клин, изгибаясь при этом. Этот эффект, по нашему мнению, и определил «картину выступов» кристаллических пород УЩ в зоне сочленения с ЗД. Облик, возникшего при этом структурного рисунка МЮШЗ – обтекание структур «домино». Внутрен- няя деформация левосдвигой зоны широтного простирания в пределах участка ЗД и кинематические особенности сдвигового парагенеза приведены в работе [11]. В итоге, между сколами различной кинематики (R1, R2) формируются локаль- ные зоны сжатия и растяжения, выявление которых в натурных условиях конкрети- зирует поиск потенциально газоносных структур ЗД, перспективных для фор- мирования скоплений метана или, наоборот, способствующих его дегазации. Анализ ранее проведенных исследований позволяет утверждать, что в пре- делах всех районов ЗД установлено закономерное увеличение количества мета- на с увеличением глубины отбора проб. По данным [14] на площади Павло- градско-Петропавловского района, в угольных пластах, залегающих глубже 320 м, содержание метана превышает 80 . Среднее содержание метана в со- ставе газов района на одних и тех же глубинах увеличивается с запада на во- сток и по направлению совпадает с приближением к Красноармейской угле- промышленной площади, а также с повышением степени метаморфизма углей. Угли основных разрабатываемых пластов (глубина разработки 200-700 м) низ- кометаморфизованы и, соответственно, низкогазоносны, характеризуются вы- сокой рабочей влажностью. Проанализированные данные о степени метамор- физма углей и природной газоносности наиболее восточных отрабатываемых участков (шахты Днепровская и Благодатная) указывают на устойчиво высокий удельный выход летучих веществ (v г ) по всем пластам. Минимальные значения, соответственно для шахт, составили 39,8 и 40,5 . Исходя, из условия, что вы- бросоопасной границей является v г 35 (зафиксированы исключения и из- вестны случаи проявления выбросов при больших значениях v г ), величины га- зоносности пластов ЗД будут соответствовать достаточно низким значениям. Например, природная метаноносность угольных пластов и вмещающих пород в пределах шахты им. Героев Космоса (юго-западная граница участка Свидов- ской) изменяется от 5,6 до 12,5 м 3 /т с.б.м. на глубинах 333 – 645 м. При этом, глубина залегания поверхности зоны метановых газов составляет 150-180 м. Газоносность угольных пластов по данным газового каротажа изменяется от 5,3 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 66 до 22,1 м 3 /т с.б.м. (на глубинах от 300 до 750 м). Основным компонентом при- родного газа является метан (от 78 до 96 ) содержание которого увеличивает- ся с глубиной. Широкий диапазон значений, характеризующих газоносность в пределах горного отвода шахты Днепровская (табл. 1), свидетельствует о зна- чительном количественном разбросе показателей, как в пределах отдельных шахтопластов, так и на различных участках шахтного поля. По данным [15], как правило, максимальные значения метаноносности приурочены к зонам ку- польных структур. Таблица 1 – Характеристика угольных пластов шахты Днепровская Пласт Выход летучих v г , Кол-во определений Газоносность, м 3 /т min max mid min max mid с10 в 37,8 45,5 42,5 191 0,25 6,7 4,02 с8 в 38,3 46,8 43,4 224 1,08 7,2 4,47 с7 в 41,5 43,5 42,1 51 2,03 6,32 3,9 с6 37,5 40,4 39,8 167 4,67 9,9 6,2 с5 в 39,6 43,1 40,7 146 3,2 4,6 3,8 с4 2 37,4 48,4 43,3 218 0,74 16,3 6,8 с4 1 38,6 47,4 42,2 302 2,12 7,8 6,1 с1 34,6 47,5 42 316 3,56 11,9 5,3 С целью выполнения научно обоснованного прогноза зон сохранения, либо дегазации метана в угольных пластах и установления фактической картины распределения количественной составляющей природной газоносности в кон- тексте гипсометрической и плановой выдержанности на площади исследова- ния, а так же визуализации локальных участков накопления либо дегазации ме- тана в угольных пластах на участке Свидовской, были проанализированы ре- зультаты определения природной газоносности, полученные на стадии геолого- разведочных работ. К общему анализу приняты результаты определения при- родной газоносности по 8 угольным пластам (с1, с4 2 , с5 , , с6 в , с7 н , с8 н , с8 н , с10 в ), ко- торые производились в 134 скважинах и составили 102 пробы. К анализу приняты данные по угольным пластам, представительность вы- борки по которым равномерно распределена в пределах площади исследования либо локального участка (табл. 2). Природные газы угольных пластов по каче- ственному составу представлены метаном (41,3 – 94,4 ), углекислым газом, азотом и спорадически кислородом. Содержание тяжелых углеводородов и ге- лия в угольных пластах не отмечено. Подобного рода информация, как минимальные, максимальные, средние значения газоносности, дает нам лишь общие представления о степени мета- морфизованности углей участка исследований, факторе выбросоопасности или присутствия иных локальных факторов, благодаря которым наблюдаются вари- ации значений природных показателей. Наиболее эффективным методом ана- лиза является представление исследуемого параметра по площади в результате визуализации в виде изолиний, в данном случае – картограмм изогаз, которые позволяют оценить перспективность участка или его локальных площадей на ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 67 газоносность. Таблица 2 – Характеристика угольных пластов участка Свидовской Пласт Выход летучих v г , Кол-во определений Газоносность, м 3 /т с.б.м. min max mid min max mid с10 в 35,8 42 39,26 15 4,6 24,5 12,04 с8 н 36,7 42 39,93 28 5,3 21,7 9,75 с7 в 35,5 43,5 39,4 20 6,8 14,2 11,56 с5 37 41,2 38,61 22 3,3 18,6 9,8 Учитывая тот факт, что газоносность колеблется под влиянием локальных факторов, таких как дизъюнктивные и пликативные морфологические неодно- родности контрастно выделяющиеся в «рельефе» - гипсометрии угольных пла- стов, возникает необходимость в проведении комплексного анализа, включаю- щего морфометрические и морфоструктурные исследования деформационных процессов, участвующих в формировании современной морфологии угольных пластов, поскольку гипсометрия пласта отражает неровную форму его поверх- ности, осложненную локальными складками и разрывами. Для выявления структурных элементов в угольном пласте использовалась методика, разработанная в ИГТМ НАН Украины [16; 17] с некоторыми допол- нениями: проведен тренд-анализ поверхности почвы угольных пластов и оце- нена скорость деформационного процесса на локальных участках с использова- нием градиентного анализа поверхности остатка. Тренд-анализ осуществлялся путем исключения регионального фона (построения аппроксимирующей по- верхности) и позволил выявить локальные неоднородности гипсометрии иссле- дуемых горизонтов, т.е. математическими методами выделить складки либо участки повышенной трещиноватости, осложняющие общие структуры изучае- мого участка. Разделение скалярного поля высот на закономерную составляю- щую (тренд) и случайную (остаток) путем вычитания поверхности тренда от гипсометрической поверхности угольного пласта с последующей интерпрета- цией каждой из них, позволяет визуализировать локальные области отклонения, которые в геологическом отношении представляют интерес как структурно- тектонические неоднородности. На рис. 2 представлены результаты визуализации распределения изогаз, полу- ченные путем интерполяции исходных данных природной метаноносности по угольным пластам с10 в (а), с7 (б), с5 (в) с наложением изолиний модуля градиен- та поверхности остатка в сочетании с поверхностями: гипсометрии почвы угольных пластов (а1, б1, в1), математических поверхностей остатка (а2, б2, в2) соответственно, в изолиниях. Комплексный анализ полученных в единых коор- динатах указанных поверхностей облегчает не только поиск структурно-текто- нических ловушек, представляющих интерес в распределении газа, но и сопо- ставление фактических ореолов газоносных структур с прогнозируемыми ло- кальными неоднородностями. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 68 Р и су н о к 2 - Р ез у л ь та ты в и зу ал и за ц и и к ар то гр ам м : и зо га з п р и р о д н о й м ет ан о н о сн о ст и с н ал о ж ен и ем г р ад и ен тн ы х з о н ( а , б , в) у го л ь н ы х п л ас то в с 1 0 v , с 7 , с 5 , со о тв ет ст в ен н о ; ( а 1 , б 1 , в 1 ) ги п со м ет р и я п о ч в ы у го л ь н ы х п л ас то в с 1 0 v , с 7 с 5 с о о тв ет ст в ен н о ; п о в ер х н о - ст и о ст ат к а (а 2 , б 2 , в 2 ) у го л ь н ы х п л ас то в с 1 0 v , с 7 , с 5 ( со о тв ет ст в ен н о ) в и зо л и н и я х ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 69 Традиционно, именно места с повышенными значениями остатков тренда характеризуются либо повышенной трещиноватостью, либо разрывными нару- шениями [18]. Следует отметить, что структурные планы распределения мета- ноносности (см. рис. 2) имеют значительно более сложное строение, чем пред- ставлялось ранее. Несмотря на то, что наблюдается закономерная тенденция увеличения значений параметра с глубиной для всех гипсометрических уров- ней, тем не менее, вариации значений метаноносности по простиранию неодно- значны - исходный массив на локальном уровне разделен на три структурные части: центральную, северо-западную и юго-восточную. Наиболее низкие зна- чения природной газоносности приурочены к центральной части площади в не- зависимости от глубины залегания угольных пластов при их погружении в се- веро-восточном направлении. Наиболее контрастно данная особенность проявляется на картограмме изо- газ пласта с5 (наиболее глубокого стратиграфического горизонта). Изолинии четко ограничивают вытянутую вкрест простирания пластов структуру, способ- ствующую их дегазации (на фоне общей тенденции увеличения значений пара- метра с глубиной). Напротив, в западной части участка до абсолютных отметок -520 м (пласт с7), -690 м (пласт с5), отчетливо выделяется локальная аномалия повышенных значений аппроксимируемого параметра, которая по падению ограничена крутым сбросом северо-северо-западного падения. По этим же пла- стам в восточной части участка выделяется зона повышенных концентраций, практически независящая от глубины отбора проб. Данная особенность не наблюдается на наиболее близзалегающем к поверхности угольном пласте с10 в . Напротив, локальная зона дегазации соосна простиранию угольного пласта и основным сбросам (зоне сочленения Финагиевского сброса и Сброса «А». Вто- рая локальная зона пониженных значений перпендикулярна простиранию угольного пласта. Следует отметить, что гипсометрия угольных пластов пред- ставляет собой моноклинальные поверхности, наклоненные на северо-восток и осложненные локальными неоднородностями – серией параллельных, синкли- нальных и антиклинальных складок с амплитудами, достигающими 5-25 м либо тектонических нарушений, оси которых простираются перпендикулярно про- стиранию угольных пластов и основных разрывов участка исследований. Осо- бый интерес представляет центральная антиклинальная структура, шарнир ко- торой погружается в северо-западном направлении, а амплитуда с глубиной уменьшается - с 25 м (на верхнем стратиграфическом горизонте), до нескольких метров в пределах пласта с5.Ось последней отчетливо фиксируется на гипсо- метрических картограммах: по пласту с5 в центральной части участка; по вы- шезалегающему пласту с7 она смещается в восточном направлении; в структуре угольного паста с10 в ось структуры максимально смещена к восточной границе участка и максимально приближена к поверхности. Именно данная структура в плане коррелирует с выявленными зонами дегазации в пределах анализируе- мых угольных пластов. При этом, анализ поверхностей остатка, позволяет кон- статировать, что в пределах пласта с5 данная структура представлена цепочкой чередующихся положительных и отрицательных локальных структур. Вышеза- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 70 легающий угольный пласт демонстрирует отклик на присутствие неоднородно- сти в виде обширного ореола положительных отклонений гипсометрии от трендовой поверхности. Аналогичный эффект контрастно проявляется и на са- мом верхнем к поверхности пласте с10 в . В целом, выделяется три, практически, параллельные зоны северо-восточного простирания, в пределах которых по ис- следуемым угольным пластам наблюдается ярко выраженная дегазация (ло- кальных пониженных значений природной газоносности). Анализ результата координатного совмещения картограммы изогаз природной газоносности по пласту с5 участка Свидовской (см. рис. 1, а) цифровой модели тектонической нарушенности угольных пластов в пределах эксплуатируемых горных отводов шахт ЗД позволяет констатировать, что выявленная в пределах угольного пла- ста зона пониженных значений природной газоносности северо-восточного простирания обусловлена присутствием в массиве горных пород тектонополо- сы, представленной серией малоамплитудных тектонических нарушений, мор- фологически представленных сдвигами – левыми сколами Риделя R1, выявлен- ными в пределах горного отвода шахты Западно-Донбасская [11, 19]. Анало- гичная ситуация наблюдается и в центральной части исследуемого участка по пласту с7, которая также коррелирует с тектонополосой, параллельной означен- ной ранее. Аномалия повышенных значений природной газоносности пластов с5 и с7 на левом фланге участка Свидовской, по всей вероятности, обусловлен локальной антиклинальной складчатостью. Аномалия северо-западного про- стирания повышенных значений природной газоносности пласта с5 (северная часть участка) простирается соосно основной приразрывной складчатости F, субпараллельной простиранию основных сдвиго-сбросовых структур ЗД. Выводы. 1. Предложена модель формирования принципиальной дислока- ционной зоны ЗД в условиях образования сдвиго-раздвига вдоль трансформно- го разрыва субмеридианального простирания, транстенсии, вызвавшей - фор- мирование пулл-апарта, с последующим развитием структур типа «домино» в результате левосдвиговой активизации. 2. Планы распределения природной метаноносности исследуемой площади имеют значительно более сложное строение, чем представлялось ранее. Наблюдается закономерная тенденция увеличения значений газоносности с глубиной для всех гипсометрических уровней, но вариации значений метано- носности по простиранию неоднозначны - исходный массив на локальном уровне тектонически разделен на структурные части: центральную, северо- западную и юго-восточную. Наиболее низкие значения природной газоносно- сти приурочены к центральной части площади независимо от глубины залега- ния угольных пластов при их погружении в северо-восточном направлении. Наиболее контрастно данная особенность проявляется на картограмме изогаз наиболее глубокого стратиграфического горизонта пласта с5. 3. Контрастно выделяются три параллельные зоны северо-восточного про- стирания, в пределах которых по угольным пластам наблюдается ярко выра- женные локальные пониженные значения природной газоносности. Анализ ре- зультата координатного совмещения картограммы изогаз природной газонос- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 71 ности по пласту с5 участка Свидовской цифровой модели тектонической нару- шенности угольных пластов в пределах эксплуатируемых горных отводов шахт ЗД позволяет констатировать, что выявленная в пределах угольного пласта зона пониженных значений природной газоносности северо-восточного простирания обусловлена присутствием в массиве горных пород тектонополосы, представ- ленной серией малоамплитудных тектонических нарушений, морфологически представленных сдвигами – левыми сколами Риделя R1, выявленными в преде- лах горного отвода шахты Западно-Донбасская. 4. Аномалии повышенных значений природной газоносности пластов с5 и с7 на левом фланге участка Свидовской, вероятно, обусловлены локальной анти- клинальной складчатостью. Аномалия северо-западного простирания повы- шенных значений природной газоносности пласта с5 простирается соосно ос- новной приразрывной складчатости F, субпараллельной простиранию основных сбросовых структур ЗД. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абаянцев, А.С. Тектоника Новомосковск-Межевского района Западного Донбасса / А.С. Абаянцев // Известия Днепропетровского горного института им. Артема. т. XXXV. – М.: Угле- техиздат, 1958. – С. 35-54. 2 Шумлянская, Л.А. Влияние скоростной структуры коры на результаты сейсмической томогра- фии Украинского щита / Л.А. Шумлянская, Т.А. Цветкова, А.А. Трипольский // Геофизический жур- нал, 2014.- № 4. - Т. 36. -С. 95-117. 3. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Угольные бассейны и месторождения юга Европейской части СССР / Под. Ред.. И.А. Кузнецова, В.В. Лапушина, М.Л. Левенштейна [и др.]. – М.: Гос. научн.-тех. изд-во лит. по геологии и охране недр, 1963. – Т.1. – 1209 с. 4. Лукинов, В.В. Тектоника метаноугольных месторождений Донбасса: монография / В.В. Лукинов, Л.И. Пимоненко. – К.: Наукова думка, 2008. – 352 с. 5. Алехин, В.И. Формы проявления разломных зон приазовского геоблока УЩ в разновозраст- ных комплексах пород и рудоносность. / В. И. Алехин, А.А. Шагрова / Наукові праці УкрНДМІ НАН України, 2009. - № 5 (Ч. II) – С. 305-315. 6. Крапивнер, Р.Б. Бескорневые неотектонические структуры: монография / Р.Б. Крапивнер. - М.: Недра, 1986, 204 с. 7. Гавриш, В.К. Глубинные разломы, геотектоническое развитие и нефтегазоносность рифтоге- нов: монография / В. К. Гавриш. – К.: Наукова думка, 1974. – 159 с. 8. Особенности тектоники Днепровско-Донбасского авлакогена (роль сдвигов в структурообра- зовании) / И.В.Высочанский, В.В.Крот, И.И.Чебаненко [и др.]. – К.: ИГН НАН Украины, 1990. – 42 с. 9. Халимендик, Ю.М. Морфологическое строение и механизм образования дизъюнктивов / Ю.М. Халимендик // Известия Донецкого горного института. Всеукраинский науч.-тех. журнал гор- ного профиля. – 1999. – № 1(9). – С. 14-17. 10. Приходченко, В.Ф. Малоамплітудна розривна порушеність вугленосної формації Донбасу: посібник для студентів 7.070701 «Геологія» / В.Ф. Приходченко.. – Дніпропетровськ: НГА України, 2001. – 204 с. 11. Дьяченко, Н.А. Тектоническое строение Западного Донбасса в контексте сдвигообразования / Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. – Донецьк: УкрНДМІ НАНУ, 2009. – № 5. –Ч. II. – С. 67-91. 12. Дьяченко, Н.А. Влияние сдвиговой тектоники на формирование рельефа земной поверхности шахты «Павлоградская» при подработке / Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Уголь Украины. – 2006. – № 11. – С. 36-39. 13. Перспективи видобування шахтного метану в межах Західного Донбасу (на прикладі Павло- градсько-Петропавлівської площі) / Є.О. Непапишев, Р.К. Радул, В.О. Макєєва [та ін.] // Нафтогазова галузь України. - 2014. - № 3. - С.17-20. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 72 14. Забигайло, В.Е. Проблемы геологии газов угольных месторождений / В.Е. Забигайло, А.З. Широков. – К.: Наукова думка, 1972. – 172 с. 15. Геологический отчет о доразведке блока № 2 ш. Героев Космоса (Западный Донбасс). - Ар- темовск: ДГРГП ЗДКГГП, 1993. – 422 с. 16. Геолого-геофизический метод прогноза зон скопления метана на примере шахты им. А.Ф. Засядько / Л. Пимоненко, А. Каргаполов, Д. Гуня, В. Свистун // Геолог України, 2012.- №3.- С. 83-87. 17. Макеев, С.Ю. Прогнозирование флюидосодержащих участков в горном массиве по данным геофизических исследований / С.Ю. Макеев, А.А. Каргаполов, С.Ю. Андреев // Геотехническая меха- ника: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 2012. - Вып. 98. — С. 70-77. 18. Волкова, Т.И. Выявление локальных газоносных структур методом тренд-анализа / Т.И. Волкова, В.И. Алехин, А.А. Силин // Уголь Украины, 2011. - №5. – С. 33-36. 19. Безручко, К.А. Особенности газоносности угольных пластов участка Свидовской в контексте геодинамики Западного Донбасса / К.А. Безручко, Н.А. Дьяченко, М.С. Уразка // Матеріали Всеукра- їнської науково-практичної конференції «Сучасні проблеми нафтогазової геології». - К: ИГН НАНУ, 2016. – С. 89-92. REFERENCES 1. Abayancev, A.S. (1958), “Tectonics of Novomoskovsk-Mezhevsky District of Western Donbass―, Izvestiya Dnepropetrovskogo gornogo instituta im.Artema, vol. XXXV, -pp.35-54. 2. Shymlyanskaya, L.A., Tsvetkova, T.A. and Tripolskiy, A.A. (2014), “Influence of cortical velocity structure on the results of seismic tomography of the Ukrainian shield‖, Geofizicheskiy zhurnal, vol. 4, no. 36, pp. 95-117. 3. Kuznetsov, I.A., Lapushin, V.V. and Levenshteyn, M.L. et.al. (1963), Geologiya ugolnykh mes- torozhdeniy i goryuchikh slantsev SSSR. Ugolnyye basseyny i otlozheniya na yuge Yevropeyskoy chasti SSSR .[Geology of coal deposits and combustible shales of the USSR. Coal pools and deposits in the south of the European part of the USSR] ,in Kuznetsov, I.A., Lapushin, V.V. and Levenshteyn ,M.L. (ed.), Gosudar- stvennoe nauchno-tekhnicheskoe izdatelstvo literatury po geologii i okhrane nedr, vol.1, pp .1209. 4. Lukinov, V.V. and Pimonenko, L.I. (2008), Tektonika metanougolnykh mestorozhdeniy Donbassa [Tectonics of methane-coal deposits of Donbass] , Naukova dumka, Kiev, Ukraine. 5. Alekhin, V.I. and Shagrova, A.A. (2009), ―Forms of fault zones of the Azovian geoblock USH in dif- ferent age complexes of rocks and ore content‖, Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, no. 5 (vol.. II), pp. 305-315. 6. Krapivner, R.B. (1986), Beskornevyye neotektonicheskiye struktury [Baseless neotectonic structures], Nedra, Moscow, USSR. 7. Gavrish, V.K. (1974), Glubinnyye razlomy, geotektonicheskoe razvitie i neftegazonosnost riftogenov [Deep faults, geotectonic development and petroleum potential of riftogen], Naukova dumka, Kiev, USSR. 8. Vysochanskiy, I.V., Krot, V.V. and Chebanenko, I.I. (1990), ―Features of the tectonics of the Dnie- per-Donbas avlakogen (the role of shifts in the structure formation)‖ Transactions of, IGS NASU, pp . 42. 9. Khalimendik ,Yu.M. (1999), ―Morphological structure and mechanism of disjunctive formation‖, Izvestiya Donetskogo gornogo instituta. vol. 1(9), pp. 14-17. 10. Prikhodchenko ,V.F. (2001), Maloamplítudna rozryvna porusheníst vuglenosnoy formatsíy Donbasu [Low amplitude fracture breakdown of the coal formation of the Donbas], National Mining Academy, Dnipropetrovsk, Ukraine. 11. Dyachenko, N.A. and Pryvalov, V.A. ( 2009), ―The Tectonic Structure of the Western Donbass in the Context of Shear Formation‖, Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, no. 5, vol. II, pp. 67-91. 12. Dyachenko, N.A. and Pryvalov, V.A. (2006), ―Influence of shear tectonics on the formation of the relief of the earth's surface of the Pavlogradskaya mine at work‖, Coal of Ukraine. vol. 11, pp. 36-39. 13. Nepapyshev, Ye.O., Radul, R.K., Makyeyeva, V.O. and Boyko, P.I. (2014), ―Prospects for mine me- thane mining within the Western Donbass (on the example of Pavlograd-Petropavlovskaya area)‖, Naftoпazova galuz Ukrayiny [Oil and gas industry of Ukraine], vol. 3, pp.17-20. 14. Zabigaylo, V.Ye. and Shirokov, A.Z. (1972), Problemy geologii gazov ugolnykh mestorozhdeniy, [Problems of geology of coal gases], Naukova dumka, Ukraine, USSR. 15. State regional geological enterprise "Donetskgeology" (1993), Geologicheskiy otchet o dorazvedke bloka №2 shakhty Geroev Kosmosa (Zapadnyi Donbass) [Geological report on additional exploration of the block No. 2 sh. Heroes of Space (Western Donbass)], SRGE ―Donetskgeology‖, Artemovsk, Ukraine. 16. Pimonenko, L., Kargapolov, A., GunyaD. And Svistun, V. (2012), ―Geological and geophysical ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 73 method for forecasting methane accumulation zones on the example of the Zasyadko mine‖, Geolog Ukrainy [Ukrainian Geologist], vol.3, pp.83-87. 17. Makeev, S.Yu, Kargapolov, A.A., Andreev, S.Yu. (2012), ―Forecasting of fluid-bearing areas in the mountain massif from geophysical survey data‖, Geo-Technical Mechanics, vol. 98, pp.70-77. 18. Volkova, T.I ., Alekhin, V.I. and Silin, A.A. (2011) , ―Identification of local gas-bearing structures by the trend analysis method‖, Coal of Ukraine, vol. 5, pp. 33-36. 19. Bezruchko, K.A., Dyachenko, N.A. and Urazka, M.S. (2016), ―Peculiarities of the gas content of coal beds in the Svidovskaya section in the context of the geodynamics of the Western Donbass‖, nskoy naukovo-praktichnoy konferentsííy «Suchasni problemy naftogazovoy geologííy» [Materials of the All-Ukrainian Scientific and Practical Conference "Modern Problems of Oil and Gas Geology"], IGS NASU, Kiev, Ukraine, pp. 89-92. ––––––––––––––––––––––––––––––– Об авторе Уразка Мария Сергеевна, магистр, аспирант в отделе геологии угольных месторождений боль- ших глубин, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина gvrvg@meta.ua. About the author Urazka Mariнa Sergeevna, Master of Sciences (M.Sc.), Doctoral Student in the Department of Geology of Coal Beds at Great Depths, Institute of Geotechnical Mechanics name by N. Polyakov of National Acad- emy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnеpr, Ukraine, gvrvg@meta.ua. _______________________ Анотація. Запропоновано принципову модель формування дислокаційної зони Західного Донбасу в умовах формування зсуво-роздвигу уздовж трансформного розриву субмерідіана- льного простягання, транстенсіі, що викликала формування пулл-апарту, з подальшим роз- витком структур типу «доміно» в результаті лівозсувної активізації. Наведено результати комплексного аналізу механізму тектогенезу, морфометричних і морфоструктурних дослі- джень деформаційних процесів, що беруть участь у формуванні сучасної морфології вугіль- них пластів і планів природної метаноносності ділянки геологічної розвідки Свідовська. У межах вугільного пласта виявлено зону знижених значень природної газоносності північно- східного простягання, обумовлена присутністю в масиві гірських порід тектоносмуги, утво- реної серією малоамплітудних тектонічних порушень, морфологічно виражених зсувами - лівими сколами Ріделя R1. Ключові слова: Західний Донбас, транстенсія, пулл-апарт, рамп, антитетичний скид, ско- ли Ріделя, метаноносність. Abstract. Objective of the study is to create a conceptual model of dislocation zone formation in the Western Donbass under conditions of strata movement and separation along the transform fault of the sub-meridian strike, and transtension, which causes a pull-apart shift with subsequent development of domino-type structures due to activation of the left shift. The author presents results of tectonogenesis mechanism analysis and morphometric and morphostructural studies of defor- mation processes, which participate in formation of modern coal-seam morphology and plans of natural methane-content in geological site of exploration in the Svidovskaya Mine. Within the coal seam, a zone with low natural gas-content of the Northeast strike was identified, which is caused by presence of tectonic belt in the rock mass formed by a series of low-amplitude tectonic disturb- ances, which are morphologically expressed by the shifts: the left Riedel shears R1. Keywords: Western Donbass, transtension, pull-apart, ramp valley, antithetic fault, Riedel shears, methane content. Статья поступила в редакцию 16.08.2017 Рекомендовано к публикации д-ром геологических наук Пимоненко Л.И. mailto:gvrvg@meta.ua

Схожі ресурси