 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 УДК 549.514.51(477.61/62) Структурные особенности жильного кварца в угленосных отложениях Восточного Донбасса
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).
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).
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.
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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  |
