Практическая работа № 1

УКРАИНЫ

Донецкий национальный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим работам по курсу

"Месторождения полезных ископаемых и их разведка"

(для студентов специальности 7.090301)

часть 1

Утверждено на заседании кафедры

"Полезные ископаемые и экологическая геология"

Протокол № 9 от 26.06.06 г.

Утверждено на заседании

учебно-издательский совет ДонНТУ

Протокол № от

Донецк, ДонНТУ, 2006

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим работам по курсу

"Месторождения полезных ископаемых и их разведка"

(для студентов специальности 7.090301)

часть 1

Составили: асс.Черняева В.В.

ст.преп.Лубочников А.Н.

доц.Фоменко В.С.

студ. Полянский Р.О.

УДК 553

Методические указания к практическим и самостоятельным работам по курсу "Месторождения полезных ископаемых и их разведка (для студентов специальности 7.090301) Черняева В.В.,

Лубочников А.Н., Фоменко В.С., Полянский Р.О. – 2006, 1 часть -31 с.

Описаны методы составления и практического использования геологической документации, применяемой для промышленной оценки и разработки угольных месторождений Донбасса.

Составили: асс. Черняєва В.В.

ст. преп. Лубочников А.М.

доц.Фоменко В.С.

студ. Полянский Р.О.

Ответственный за выпуск проф. Т.П.Волкова

Рецензент: доц. Ю.А. Проскурня

Содержание

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

СИНОНИМИКА ИЗВЕСТНЯКОВ И УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ДОНЕЦКОГО БАССЕЙНА

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА, ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ И СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА В СИНОНИМИКЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ИЗВЕСТНЯКОВ ДОНБАССА

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ И ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ ПО ДАННЫМ БУРОВЫХ СКВАЖИН

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

ПОСТРОЕНИЕ ГИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ПЛАНОВ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

СИНОНИМИКА ИЗВЕСТНЯКОВ И УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ДОНЕЦКОГО БАССЕЙНА

Цель работы: Усвоение системы условных обозначений известняков и угольных пластов Донецкого бассейна, приобретение навыков их применения для оценки возраста и последовательности залегания пород.

В первой половине ХIХ ст. возникла и начала быстро развиваться угольная промышленность в Донбассе. К середине ХIХ ст. по количеству добытого угля Донбасс вышел на второе место в Российской империи. С развитием угольной промышленности и с включением в эксплуатацию все большего количества угольных пластов возникла необходимость в детальном расчленении угленосных отложений по времени их образования, по литолого-петрографическим признакам, а при наличии фауны и флоры - по палеонтологическим остаткам, которые чаще всего встречаются главным образом в известняках.

В 1892 году Горный департамент по требованию горнопромышленников Юга России предложил Геологическому комитету провести в Донбассе детальное картирование для точного описания угольных пластов по всему бассейну и подсчета запасов углей. Детальная геологическая съемка Донецкого бассейна была поручена Ф.Н.Чернышеву, Л.И.Лутугину и Н.И.Лебедеву под общим руководством Ф.Н.Чернышева.

Участники этой геологической съемки производили работы в 1892, 1893 и 1894 гг одновременно в разных районах Донбасса: Л.И.Лутугин – в районе Лисичанска; Н.И.Лебедев – на юге, от границы кристаллической полосы по направлению к ст.Рутченково.

Л.И.Лутугин вел геологическую съемку, изучая все выходы коренных пород и нанося наиболее характерные из них (известняки, песчаники, угли) тут же в поле на карту. Здесь же наносились на карту выходы на поверхность дизъюнктивных нарушений сплошности пород, часто встречающиеся среди отложений карбона. Подобный метод геологического картирования дал возможность произвести детальное расчленение донецкого карбона.

Изучив детально геологический разрез карбона в Лисичанском районе, Лутугин произвел сопоставление каменноугольных отложений Лисичанского, Марьевского и Алмазного районов и установил, что в последних двух районах встречаются те же угольные пласты и известняки, что и в Лисичанском. Таким образом, Л.И.Лутугин положил начало синонимике угольных пластов и известняков.

Л.И.Лутугин обратил также внимание на периодическую повторяемость пород донецкого карбона, которая выражалась в закономерном чередовании известняков, песчаников, сланцев и углей. Он установил, что наибольшим постоянством по мощности обладают известняки и пласты угля; а мощность сланцев и песчаников по простиранию иногда сильно меняется, однако расстояние между пластами угля остается почти неизменным.

Совершенно иной методики придерживался Н.И.Лебедев. Он применял, в основном, методику палеонтологического исследования, которую разработал А.П.Карпинский применительно к Русской платформе.

В противоположность Н.И.Лебедеву, Леонид Иванович считал, что богатая фауна донецкого карбона не является достаточно полной для составления дробных стратиграфических подразделений, необходимых при сопоставлении и прослеживании пластов. Однако он не игнорировал органические остатки, считая фауну интересной и важной для характеристики отдельных стратиграфических горизонтов.

В конце 1894 г. Н.И.Лебедев покинул Донецкий бассейн.

В 1897 г в Петербурге состоялся VII Международный Геологический конгресс, на котором впервые были продемонстрированы результаты геологической съемки Донецкого бассейна.

Ф.Н.Чернышев и Л.И.Лутугин расчленили всю толщу донецкого карбона (С), общей мощностью около 12000 м, на три отдела: нижний (С₁), средний (С₂) и верхний (С₃), а каждый отдел на свиты.

Нижний отдел был расчленен на семь свит (С₁¹–С₁⁷), средний на шесть свит (С₂¹-С₂⁶), а верхний на три (С₃¹-С₃³).

За основание каждой свиты были приняты мощные известняки, как опорные (маркирующие) горизонты. Каждая свита охватывала ряд известняков и угольных пластов. Для удобства работы известняки и угли одной и той же свиты начали обозначать буквами латинского алфавита: известняки заглавными буквами, угольные пласты - прописными. Так, известняки свиты С₁¹ обозначили буквой А. Угольных пластов в свите С₁¹ нет. Известняки свиты С₁² обозначили заглавной буквой B, угольные пласты прописной буквой b; известняки свиты С₁³ – С, угольные пласты с и так далее, то есть буквы латинского алфавита присваивались свитам в последовательности от более древних свит к более молодым.

Каждая свита начиналась с подошвы первого известняка этой свиты, заканчивалась подошвой первого известняка следующей свиты. Например, свита С₂² начиналась с подошвы известняка G₁, а заканчивалась подошвой известняка Н₁ свиты С₂³.

Внутри свит пласты углей и известняков нумеровались арабскими цифрами. Они ставились справа и внизу от буквы. Например, известняки Н₁, Н₂, Н_3,..., угольные пласты h₁, h₂, h₃,...,. Нижний индекс с большей цифрой указывает на более молодой возраст пласта. Например, известняк Н₂ более молодой по отношению к известняку Н₁ и, следовательно, в стратиграфической колонке будет залегать выше него. Нумерация известняков и угольных пластов в каждой свите независима.

Маломощные прослои углей невыдержанные по простиранию и мощности имели добавочные числовые обозначения, которые проставлялись справа и вверху от буквенного индекса. Например, угольный пласт h₄¹, читается «аш четыре один», а понимать надо так: первый прослой угля, лежащий над пластом h₄; h₄² – второй прослой угля лежащий над пластом h₄.

С 1898 г. Л.И.Лутугин стал официальным руководителем работ в Донбассе, так как Ф.Н.Чернышев

был назначен начальником русской части в русско-шведской экспедиции для измерения дуги меридиана на о.Шпицбергене.

В 1909 г. Л.И.Лутугин побывал на р. Кальмиус в районе работ Н.И.Лебедева, после чего было принято новое деление нижнего карбона на пять свит (С₁¹–С₁⁵). Свита С₃¹ была переведена в средний карбон как свита С₂⁷, а к двум оставшимся свитам верхнего карбона присоединена третья, араукаритовая (С₃³), которую ранее относили к пермокарбону (табл.1).

Таким образом, в результате детальной геологической съемки в масштабе 1:42000 Донецкого бассейна, проведенной рядом виднейших геологов под общим руководством проф. Л.И.Лутугина, были составлены геологические карты и разрезы отложений бассейна, с увязкой отдельных маркирующих горизонтов и угольных пластов.

Международная подкомиссия по стратиграфии карбона на основании изучений фауны и флоры в 1988 году свиту С₁⁵ перевела в средний отдел каменноугольных отложений под индексом С₂⁰. Поэтому в нижнем карбоне осталось четыре свиты, в среднем стало восемь свит, верхний карбон остался без изменения – три свиты (табл.2).

В производственной горно-графической документации на угольных предприятиях осталась старая синонимика: нижний отдел – пять свит, средний – семь свит, верхний – три, так как эта документация составлялась в течение десятков лет и ее невозможно переоформить.

Для дальнейшей работы на практических занятиях необходимы знания о наиболее распространенных в Донбассе морфологических типах складок и разрывных нарушений. Все приведенные на рисунке 1.1 типы складок и тектонических нарушений показаны в плане (в проекции на горизонтальную плоскость) и в разрезе (в проекции на секущую вертикальную плоскость по линии А-А¹). Для запоминания основных типов складок и разрывных нарушений рекомендуется данные рисунка 1.1 перерисовать в рабочую тетрадь, обращая внимание на следующие отличительные признаки, которые приведены ниже.

Таблица 1. Синонимика угольных пластов и известняков Донбасса 1909 года

Сис-тема	Отделы и их геологические индексы	Индексы свит	Индексы пластов известняка	Индексы пластов угля
Каменноугольная С	Верхний С3	С33 С32 С31	P1, P2,...,P7 O1, O2,…,O8 N1, N2,…,N5	p1, р2,..,р6 о1, о2, о33 n0, …, n35
Средний С2	С27 С26 С25 С24 С23 С22 С21	M1,…..,M101 L1,…...,L72 K1,…..,К9 I1,…...,I41 H1,…..,H61 G1, ….,G4 F1,.….,F21	m1,……,m91 l1,……,l81 k1,……,k8 i0,……,i32 h1,……,h111 g1,……,g31 f0, f1
Нижний С1	С15 С14 С13 С12 С11	E1,…..,E91 D1,……,D7 C1,……,C6 B1,……,B11 А	e1,……,e9 d1,……,d8 c1,……,c16 b1,……,b8 -

Горизонтальное залегание – когда слои расположены параллельно горизонтальной плоскости. Последовательность их залегания видна только на разрезе (рис.1.1,А).

Моноклинальное залегание характеризуется падением пород в одну сторону под одним углом. Признаком моноклинального залегания на геологической карте является наличие выхода горных пород сменяющих друг друга в возрастной последовательности (рис.1.1,Б).

Прямая синклинальная складка – это складка, в которой осевая плоскость вертикальная, пласты на крыльях расположены симметрично относительно нее и падают навстречу друг другу. В ядре складки на по верхность выходят более молодые породы (рис.1.1,В).

Таблица 2. Синонимика угольных пластов и известняков Донбасса 1988 года

Система	Отделы и их геологические индексы	Индексы свит	Индексы пластов известняка	Индексы пластов угля
Каменноугольная С	Верхний С3	С33 С32 С31	P1, P2,...,P7 O1, O2,…,O8 N1, N2,…,N5	p1, р2,..,р6 о1, о2, о33 n0, …, n35
Средний С2	С27 С26 С25 С24 С23 С22 С21 С20	M1,…..,M101 L1,…...,L72 K1,…..,К9 I1,…...,I41 H1,…..,H61 G1, ….,G4 F1,.….,F21 E1,…..,E91	m1,……,m91 l1,……,l81 k1,……,k8 i0,……,i32 h1,……,h111 g1,……,g31 f0, f1 e1,……,e9
	Нижний С1	С14 С13 С12 С11	D1,……,D7 C1,……,C6 B1,……,B11 А	d1,……,d8 c1,……,c16 b1,……,b8 -

Прямая антиклинальная складка отличается от предыдущей расположением в ядре складки более древних пород, при этом пласты на крыльях складки расположены симметрично относительно осевой плоскости, но падают в разные стороны (рис.1.1,Г).

Косая синклинальная складка – это складка, в которой осевая плоскость характеризуется наклонным положением, пласты падают навстречу друг другу, но в плане они рассположены не симметрично относительно нее (рис.1.1,Д).

Косая антиклинальная складка отличается от предыдущей падением пластов в разные стороны (рис.1.1,Ж).

Из тектонических нарушений наиболее типичны для Донбасса: надвиги, взбросы и сбросы.

Надвиги и взбросы образуются в областьях интенсивного сжатия земной коры, сбросы – в областях растяжения земной коры.

Надвиг – разрывное нарушение обычно с пологим (до 45⁰) наклоном сместителя, по которому висячий бок поднят относительно лежачего и надвинут на него (рис.1.1,З).

Взброс – разрыв с крутопадающим сместителем (более 45⁰), по которому висячее крыло поднято относительно лежачего.

У надвига и взброса сместитель падает в сторону поднятого крыла.

В плане надвиги и взбросы показываются двумя красными линиями, одна из которых, соответсвующая линии пересечения плоскости сместителя с висячим крылом, изображается сплошной линией, а вторая, соответствующая линии пересечения плоскости сместителя с лежачим крылом, - пунктирной линией, так как висячее крыло перекрывает лежачее крыло надвига или взброса.

Сброс – разрыв, при котором лежачее крыло поднято, а висячее – опущено (рис.1.1,И). Сместитель падает в сторону опущенного крыла; угол падения может быть любым, но чаще всего заключается в пределах от 40⁰ до 60⁰. В плане между линиями пересечения плоскости сместителя с висячим и лежачим крыльями наблюдается область “зияния” и обе линии показываются сплошными линиями красного цвета, так как крылья сброса не перекрывают друг друга.