В онлайне: 3 (гостей - 3, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 549.514.51(477.61/62)

Структурные особенности жильного кварца в угленосных отложениях Восточного Донбасса


Заболотная Т.М., зав.геолог.каб., Якушев В.В., доцент, Фатуллаев Ф.И., доцент
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ), Россия

Целью работы является прослеживание в образцах из каменноугольных отложений Донбасса зависимости степени кристаллического совершенства жильного кварца, от смены термодинамических условий кристаллизации, по мере формирования жил

Кварц является основным минералом, выполняющим трещины в нарушенных зонах. Масштабы и формы его жил связываются с структурными особенностями Донецкого бассейна. В местах сопряжения крупных антиклиналей с поперечными структурами, отмечается появление кварц -анкеритовых жил. Последние, совместно с кварцевыми и кварц-сульфидными жилами, рассматриваются как основные типы жильного минералообразования (1).

В восточных районах бассейна, в большинстве случаев, наблюдаются низкотемпературные кварцевые жилы свободные от видимых включений других минералов, исключая редкие зерна пирита и механическую примесь обломочного материала. Так же, как и на всей площади бассейна, их отличает литологическая зависимость масштабности проявления и степень удаленности от региональных разломов.

Жилы кварц-анкеритового состава изучались при описании керна разведочных скважин по трассе откаточного квершлага бывшей шахты им. газеты "Комсомольская Правда". Линия расположения скважин пересекла Главную антиклиналь, нарушенную в осевой части Сулино- Константиновским надвигом. Кварц и анкерит присутствуют здесь в различных соотношениях, в том числе и в виде мономинеральных выделений. О масштабах жильного проявления можно судить по наличию на поверхности свалов кварцево-карбонатных глыб размером более 0,5 м. В керне скважин, в их составе, отмечаются редкие кристаллики сфалерита, галенита, зерна халькопирита, октаэдрические (в комбинации с кубом) формы пирита. В виде тонких прожилков кварц-анкеритовые жилы были встречены нами также в горных выработках шахты "Соколовская" расположенной в этом же районе. Значительно восточнее, в зоне "Южного" сброса на поле шахты "Обуховская" в Гуково-Зверевском районе в тонких прожилках совместно с кварцем так же встречается анкерит и более часто доломит. Этот тип жил аналогичен таковым в Нагольном кряже, где кварц-анкеритовая стадия сопровождается сульфидной минерализацией и определяется как среднетемпературная (180-1100С) по данным декрепитационнных анализов [4].

К этой группе отнесены и кварц-карбонатные жилы в среднекарбоновых известняках в зоне регионального Бело-Калитвенского надвига. Редкие двухвершинные прозрачные кристаллы кварца здесь встречаются в крупнокристаллической кальцитовой массе. По данным декриптографических исследований встречающегося здесь же флюорита, температура кварц-кальцитовой гидротермальной минерализации отнесена к низко-среднетемпературному типу [3].

Из сульфидов, совместно с кварцем, наиболее часто встречается пирит. В песчаниках в обходных выработках шахты "Обуховская" наблюдались редкие жилки и небольшие гнездообразные выделения кварца с киноварью. Масштабы аналогичных проявлений практически не изучены в силу специфики отработки угольных пластов, когда геологическая документация ограничивается преимущественно описаниями непосредственной кровли и почвы угольных пластов.

В силу доминирующей роли в составе жил в угленосных отложений, кварц наиболее изучен в отношении физико-химических свойств, морфологии индивидов, их агрегатов, форм выделений и других свойств. В приводимом ниже материале анализируется не использовавшаяся ранее возможность иагностики разновидностей кварца с точки зрения совершенства их кристаллической структуры (СКС).


Рис.1 – Параллельно-шестоватый кварц


По своей сути это анализ степени нарушенности структуры в процессе гетеровалентных замещений кремния на алюминий, натрий, трехвалентное железо, другие элементы и реакции на различного рода включения. Работа выполнена на основе профильного анализа рефлекса 2354 от К?1 и К?2 излучения медного анода, имеющего хорошее разрешение на данных углах дифракции (рис. 1).

Таблица 1 - Фактические данные

№ п.п.Места отбора образцовФорма выделенияСКС в %%
1Приполярный Урал.Водяно-прозрачный кристаллик горного хрусталя100
2Отходы гранильной фабрики.Обломок кристалла густо окрашенного аметиста97
3Тематическая коллекция кафедры "Гидротермальные процессы"Кварцевая жила с арсенопиритом. Кварц молочно-белый с участками полупрозрачного серого цвета с индукционными границами раздела между ними81
4Керн буровых скважин пройденных в осевой зоне Главной антиклиналиКварц-анкеритовая жила существенно кварцевого состава. Кварц белый, проявляющий слабые признаки наличия индукционных граней при раскалывании80
5Там же, зона интенсивного дробления пород.Занорыш в кварц-анкеритовой жиле с признаками хрусталеносности. 
а) Кристаллики полностью.86
б) Прозрачные верхушки (головки) кристаллов.89
6Гуково-Зверевский район, Лиховской участок. Керн буровой скважиныКварцевая жила мощностью 2,0см. в песчанике. Кварц молочно-белый, зерна без видимых гранных форм70
7Шахта "Садкинская", бывшее ОАО "Ростовуголь". Почва угольного пласта m8 1Кварцевая жила в алевролите. Кварц "сливной", молочно-белого цвета с редкими, видимыми лишь под микроскопом, пустотами с выходящими в них гранными формами.79
8Шахта "Александровская", Енакиевский район. Плоскость отрыва в песчанике.Мелкозернистая щетка кварца мощностью 0,8 см. Кристаллики совместно с их основаниями81
9Зона регионального Бело-Калитвенского надвига.Двухвершинный прозрачный кристалл кварца в крупнокристаллической массе кальцита98
10Кварцитовидный песчаник. Луганская обл. Без привязкиЖила и трещина в песчанике, выполненные стекловидным кварцем89
11Там же.Друза горного хрусталя в открытой полости трещины100
12Шахта "Обуховская", ПО "Гуковуголь". Прожилки кварца в угольном пласту k2.Сложно ориентированная система кварцевых прожилков в зоне интенсивного дробления угля. Кварц шестоватый с различным сечением кристаллитов от грубо-шестоватых до тонковолокнистых. 6 образцов, в отмеченной последовательности. 81
85
88
89
90
93
alt="Параллельно-шестоватый кварц" border=0>

Съемка осуществлялась в соответствии с требованиями рентгено-структурного анализа с трехкратным повторением экспозиции в прямом и обратном направлении, перебивкой препарата, вращением его в плоскости кюветы. Использовался стандартный дифрактометр ДРФ-2,0 с некоторыми изменениями, выполненными для съемки рефлексов при углах поворота свыше 1500 2?. В работе рассматриваются материалы полевых работ, и для сопоставлений, минеральные коллекции Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ).

Наименьшими показателями СКС отличается полупрозрачный кварц (обр. №7) представленный агрегатом зерен неправильной формы без видимых прямолинейных границ между ними. Незначительная мощность прожилка и кристаллизация из многих центров кристаллизации от стенки отрыва в песчанике, позволяет охарактеризовать его как крупнозернистый агрегат различно ориентированных зерен.

В большинстве встречаемых в угленосных отложениях Донбасса кварцевых жил это белый или полупрозрачный кварц с различно выраженной степенью признаков шестового типа кварца. В заключительной стадии формировании жил, при наличии свободного пространства, здесь проявляются гранные формы, головки кристаллов просветляются.

Параллельно-шестоватый кварц

Рис.2 – Параллельно-шестоватый кварц


В зонах дробления угольных пластов в антрацитовых районах широко распространены сложно построенные системы кварцевых жил и прожилков, сложенных волокнисто-шестоватыми агрегатами. Кроме текстурных особенностей, эти жилы отличаются от всех других жильных образований отсутствием в их зальбандах активных контактов и зон геометрического отбора. Предполагается, что это обусловлено непосредственной перекристаллизацией кремневого геля в опал и халцедон, в полости трещин с последующим их замещением кварцем [4]. Такое представление не объясняет наблюдавшиеся признаки поступательного движения растущих кристаллов по мере приоткрывания трещин. На приведенной фотографии (рис. 2), отдельный кусочек угля был перемещен параллельно своему первоначальному положению растущими кристаллами. В нижней части фотографии, на контакте с углем, хорошо различимо место его первоначального положения. Видны и другие участки нижнего контакта, которые могли бы быть перемещены при условии дальнейшего приоткрывания трещины и продолжении процесса кристаллизации кварца.

Под микроскопом в срезах параллельно - волокнистым агрегатам отсутствует закономерность оптической ориентировки. Все эти признаки соответствуют "параллельно-шестоватым формам второго типа" [2], образующимся в результате роста агрегатов при стесненной кристаллизации в трещине, которая приоткрывается постепенно и с меньшей скоростью, чем возможная скорость роста кристаллов по любому кристаллографическому направлению.

Рост кристаллов при этом происходит снизу, аналогично росту сульфатов в глинистых осадках, или росту стеблевидных кристаллов льда из пористой почвы. Роль тонкодисперсной матрицы здесь играет разубоженная масса угля и ее пыль.

В таблице №1 приводятся данные СКС для ряда образцов этих прожилков, отражающих их морфо-структурные разности. Размеры наиболее тонких кристаллов сопоставимы с кристаллами волокнистого гипса селенита. Наряду с перпендикулярной ориентацией кристаллов относительно стенок трещин, наблюдаются и наклонные и изогнутые, возникающие при косом направлении приоткрывания трещин. По данным детальных исследований [1] "изменчивость совершенства кристаллов зависит от скорости изменения термодинамических условий кристаллизации и от вариаций температуры гомогенизации газово-жидких включений и количества в них газовой фазы". Рассматривается так же значение наложения более поздних генераций, глубины образования и другие факторы.

В описанных выше образцах из каменноугольных отложений Донбасса прослеживается очевидная зависимость степени кристаллического совершенства жильного кварца от смены термодинамических условий кристаллизации по мере формирования жил. Это отражается, прежде всего, в морфологии жильных агрегатов. Наименьшие значения СКС соответствуют начальной стадии кристаллизации, стадии "геометрического отбора" (обр. №№ 6,7,8). Максимально высокие величины СКС характеризуют зоны последующего роста и перекристаллизации с проявлением признаков хрусталеносности (обр. №№ 9,10,11). Им соответствуют заключительные стадии формирования кварцевых жил при наличии свободного пространства. Высокой степенью кристаллического совершенства характеризуются и тонковолокнистые жильные агрегаты кварца не имеющие зон геометрического отбора и отличающиеся наиболее медленной скоростью роста. Жилы, в которых преобладает параллельно - шестоватые формы или их признаки в виде проявления отдельных гранных форм, имеют промежуточные значения СКС близкие 80 % (обр. №№ 4,8, отчасти 5,12).

Очевидно, что в генетическом отношении приведенные данные СКС могут рассматриваться как дополнительные свойства при условии изучения комплекса всех геологических факторов кристаллизации.

Библиографический список

  1. Асхабов А.М. Регенерация кристаллов. Кинетические и морфолого -гинетические аспекты. Ленинград: Наука. 1979,176 с.
  2. Жабин А.Г. Онтогения минералов (агрегаты) М. "Наука". 1979.
  3. Лазаренко Е.К., Панов Б.С, Павлишин В.И.. Минералогия Донецкого бассейна. Изд. "Наукова думка", 1975
  4. Лось М.М., Сьян. С.И. Флюоритовая минерализация в каменноугольных отложениях Восточного Донбасса. В сб. "Геология, оценка и локальный прогноз месторождений цветных, редких и благородных металлов" НГТУ, 1994 152 с.


 

Разделы конференции »

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.