Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.11, кандидат геолого-минералогических наук Гончаров, Алексей Борисович

  • Гончаров, Алексей Борисович
  • кандидат геолого-минералогических науккандидат геолого-минералогических наук
  • 2004, Ростов-на-ДонуРостов-на-Дону
  • Специальность ВАК РФ25.00.11
  • Количество страниц 161
Гончаров, Алексей Борисович. Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса: дис. кандидат геолого-минералогических наук: 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения. Ростов-на-Дону. 2004. 161 с.

Оглавление диссертации кандидат 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

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения», 25.00.11 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геолого-генетические особенности и перспективы комплексного использования углеродсодержащих флюидизитов центральной части Восточного Донбасса»

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.

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.

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 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.

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 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.

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 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.

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 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.

Похожие диссертационные работы по специальности «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения», 25.00.11 шифр ВАК

Заключение диссертации 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

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Гончаров, Алексей Борисович, 2004 год

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.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.