5.3.Детали, особенности образования и соотношения тектонических форм Донецкого бассейна

Донецкий бассейн – сложное многофазное складчатое сооружение, развитие которого было длительным и многовозрастным. Основные особенности формирования тектонических форм бассейна обусловлены геологической историей его развития, изложенной в первой части настоящей главы. Кратко охарактеризуем эти особенности.

Прежде всего следует отметить большую длину по простиранию (с запад-северо-запада на восток-юго-восток) и относительно малую ширину ДнепровскоДонецкого авлакогогена, отчетливое ограничение его центральной части девонскими сбросами и положение его между двумя кристаллическими массивами; сплошность разреза и постепенный рост мощности отложений карбона и нижней перми (с запад-северо-запада на восток-юго-восток) вдоль и вкрест авлакогена от периферии к осевой линии; возобновление в течение мезозоя и кайнозоя на фоне общего со времени заальской фазы воздымания складчатого Донбасса временных опусканий, приводивших к накоплению небольших толщ триасовых, юрских, верхнемеловых и палеогеновых осадков, частично или полностью перекрывающих всю площадь бассейна.

Эти главные особенности обусловили заложение и развитие удлиненных тектонических форм как складчатых, так и разрывных, параллельных основному простиранию прогиба и краям кристаллических массивов.

Последующие тектонические фазы приводили в основном к дальнейшему развитию этих же форм, преимущественно путем наследования тектонического плана. Наиболее полно и последовательно выражен наследованный план в приосевой и краевых зонах прогиба, особенно вдоль его северного края. На западной периклинали Донецкого складчатого сооружения в альпийские фазы произошли изменения наследованного плана, в результате наложенной диагональной системы складок. Эти молодые ларамийские движения имели подчиненное значение по отношению к первоначальной заальско-пфальцским, поэтому указанные изменения являются эпизодическими, первоначальный же герцинский план доминирует и в окончательных формах. Однако выше указывалось, что некоторые наложенные диагональные формы также многовозрастны и наследованы и сосуществовали во время всех фаз с основными широтными формами.

Возрастные взаимоотношения стадий формирования складчатых и разрывных нарушений отчетливо наблюдаются по окраинам бассейна, где сохранились отложения мезозоя и кайнозоя. Здесь выявляются очень интересные закономерности, общие для многих районов, несмотря на кажущиеся на первый взгляд существенные различия в составе и распространении слагающих их толщ.

По интенсивности проявления тектоники Донецкий бассейн должен быть отнесен к категории умеренно складчатых регионов: для него характерны относительно простые складки и разрывы, усложненные в отдельных зонах проявлением последовательного ряда тектонических фаз. Складки в абсолютном большинстве принадлежат к концентрическому типу, т. е. они должны быть отнесены и названы складками изгиба с концентрическим скольжением или параллельными складками. Такой тип складок позволяет широко применять принцип построения геологических разрезов по нормальным мощностям стратиграфических колонок.

В замках крутых складок, особенно в острых крутых антиклиналях, наблюдается межслоевое передвижение материала, преимущественно глинистого, и скалывание жестких пород, т.е. в этом случае складки приобретают переходный параллельно-подобный тип. Это обстоятельство должно учитываться при построении разрезов.

Дисгармоничные и блокированные складки образуются в Донбассе редко, обычно в зонах, где большое сжатие не разрешается надвигами. Разрывы в преобладающем большинстве относятся к типу надвигов или взбросов, заложенных, как правило, в процессе складкообразования.

Внутрислойные и послойные движения имеют большое развитие в Донецком бассейне.

Донецкий бассейн в целом, несмотря на значительную деформированность в рамках авлакогена, является синклинорием в палеозойском структурном этаже, хотя и вздымается в современном плане в форме антеклизы среди окружающих отложений мезо-кайнозоя.

Наследованные тектонические формы впервые были изучены на северной окраине бассейна (Попов, 1936) в сложной системе складок и надвигов, затем прослежены на востоке (Дубинский, 1959) и юге бассейна В 60-е годы аналогичные формы наследования выявлены и на западе бассейна. Наблюдается двух-, трех-, четырех- и пятистадийное развитие этих форм, связанное с последовательной заальской, пфальцской, киммерийской, ларамийской и савской фазами.

При формировании Донецкого бассейна образуются формы прямого и косвенного наследования. При прямом наследовании последующие антиклинальные и синклинальные складки продолжают paзвиваться непосредственно на старых складках в том же направлении, с тем же положением осей в разрезе и плане. Этот вид наследования особенно хорошо выдерживается в синклиналях. Такие синклинали, как Черкасская, Успенская, Дуванная, Суходольско-Гундоровская, Шахтинско-Несветаевская являются прекрасными примерами прямого наследования.

При косвенном (побочном) наследовании наблюдаются закономерные смещения осей более молодых складок по отношению к более древним, при сохранении того же азимута простирания в плане. Такие взаимоотношения особенно часто возникают в молодых антиклиналях, своды которых смещаются со сводов более древних антиклиналей в сторону размытого крыла, сближаясь с синклиналью. Эти явления очень хорошо прослежены на севере, западе и востоке бассейна, но особенно ярко выражены на севере. Подобные антиклинальные куполовидные складки возникли в меловых отложениях в ларамийскую фазу на размытых крыльях синклиналей карбона – Горской, Луганской, Черкасской, Успенской, Суходольско-Гундоровской, Новосветловской, Петровско-Караичевской, Тацинской и др. Механизм образования таких складок связан с послойным скольжением пластов карбона, древний свод которых размыт на крыле складки, в то время как в ядре антиклинали он сохранился и препятствовал последующим послойным движениям.

Анализ наследованных тектонических форм дает возможность осветить вопрос о глубине образования складок в Донбассе. Совершенно очевидно, что большинство древних складок, заложенных в заальскую или пфальскую тектонические фазы, выведено на современную поверхность из достаточно глубоких зон земной коры, где они формировались под мощной толщей нижней перми и верхнего карбона, смытой последовавшей затем эрозией. Как выглядели структуры, сложенные пластами верхнего карбона или нижней перми, мы не знаем, но доступные современному изучению сохранившиеся корни их складок показывают, что они имели совершенное развитие складчатых форм типа склада изгиба.

Последующие оживления складок карбона, особенно в ларамийскую фазу, происходили на глубине, не превышающей 500 м (максимальная мощность верхнемеловых отложений), т. е. практически почти в условиях дневной поверхности. Однако развитие складок, особенно складок типа прямонаследованных синклиналей, происходило в виде плавного изгиба, без разрывных нарушений, несмотря на их относительно небольшие размеры и значительную интенсивность дислокаций (углы падения до 30-80°). Конечно, условий для сохранения пластичности горных пород на таких небольших глубинах быть не могло, однако они вели себя как пластичные, легко поддающиеся изгибу тела. Изучение такого рода складок позволяет вскрывать природные свойства пластов в условиях малых давлений и низких температур, близких к поверхности Земли. В Донецком бассейне наблюдаются примеры образования гибких складчатых форм на очень небольших глубинах.

Прерывистые куполообразные складки свойственны окраинным зонам линейноскладчатого Донбасса. Эти брахиантиклинали имеют как правило, сильно удлиненную форму и простираются на значительные расстояния как линейные складки основного донецкого субширотного направления. Они вытягиваются в цепочки с кулисообразным сочленением отдельных складок.

Большинство надвигов Донбасса относится к типу продольных, согласных, с острым двугранным углом между плоскостями надвига и пластов, падающих более полого, чем надвиги: углы падения надвигов 60-40°, пород 50-30°. Пологие надвиги менее распространены. Типичен переход крутых надвигов в пологие при соответствующем выполаживании пластов (рис. 16)

Сбросы можно группировать в системы. Часто прослеживается система ступенчатых сбросов. В этой системе, так же как и в надвигах, наблюдается сопровождение основного сброса ступенчатыми мелкоамплитудными спутниками. Это облегчает поиски потерянного пласта по наблюдению за микротектоникой спутников. Ступенчатые сбросы одного направления иногда сменяются ступенчатыми сбросами другого направления, в результате чего образуется сложноступенчатый грабен. Такого рода крупный грабен развит на платформенном склоне Украинского кристаллического массива («Большой ступенчатый Павлоградский грабен»); более мелкие формы каскадно-ступенчатых грабенов встречаются в разработках угольных шахт Донецко-Макеевского и Чистяково-Снежнянского районов.

Большой интерес представляют смятые в складки разрывы преимущественно согласного продольного надвигового типа. Типичный разрыв такого рода имеет крутое падение на крутом крыле синклинали и постепенно выполаживается к дну синклинали, сохраняя более или менее острый двугранный угол между плоскостью разрыва и плоскостью пласта. Подобные разрывы широко распространены в Донбассе в зонах развития надвигов. К хорошо известным (Попов, 1936) примерам изогнутых пологих надвигов Алмазно-Марьевского района (приложение 16а) можно прибавить надвиг, развитый в Горняцкой синклинали Белокалитвенского района. Имеются такого рода разрывы и в других районах.

Нередко поверхности этих разрывов сами приобретают синклинальную форму и, огибая всю синклиналь, выходят на поверхность на ее обоих крыльях. Такие явления известны в относительно небольших складках Алмазно-Марьевского синклинория, например в Кадиевской синклинали и в таких крупных синклиналях, как Кальмиус-Торецкая, где дугообразно изогнутые надвиги выходят на поверхность в Донецко-Макевском и Красноармейском районах.

Особняком в структурных системах Донбасса стоят поперечные сбросы Главной синклинали. Основная особенность этих сбросов заключается в том, что они не выходят за пределы своих синклиналей, являясь их внутренними системами, Эти крутые, преимущественно вертикальные сбросы имеют относительно небольшие амплитуды: максимальные вблизи оси и уменьшающиеся на крыльях складок, часто полностью затухают на одних и тех же стратиграфических горизонтах каждого крыла складки. Эти сбросы полностью совпадают или близки с направлением основного кливажа; не имеют зон дробления, зияющих трещин и брекчий трения, в гидрогеологическом режиме служат большей частью экранами. Поверхности их сильно притерты и по своему характеру напоминают поверхности надвигов. С этими поперечными разрывами не связано проникновение ни интрузий, ни жильных руд, несмотря на прямое соседство с рудоносным Нагольным кряжем.

Возникновение большинства поперечных форм легко объясняется погружением и вздыманием осей складок. Ундуляция оси вдоль складчатой полосы также закономерна, как чередование синклиналей и антиклиналей вкрест складчатой полосы. При умеренном сжатии, xapaктерном для Донецкого бассейна, образуются не узкие строго линейные изоклинальные складки, а относительно широкие синклинали с периклинальными окончаниями и более узкие антиклинали. Чередование вздыманий и впадин по простиранию отчетливо сохраняется в тектоническом плане. Последующие более молодые подъемы всей складчатой полосы могли дифференцироваться: наибольшие подъемы относятся к зонам вздымания осей древних складок. Следует подчеркнуть, что молодые дислокации (некоторые разрывы и флексуры) не повторяют эти поперечные подъемы, а располагаются независимо от них, преимущественно по своим собственным запад-юго-западным – восток-юго-восточным направлениям.

На юго-западной окраине Донецкого бассейна, в области сочленения с Приазовским кристаллическим массивом, широко развита блоковая тектоника, характеризующаяся многофазными разрывными дислокациями, охватившими толщи от верхнего девона до палеогена. Основная поперечная система трещин и разрывов бретонской фазы имеет северо-северо-западное направление, а заальской и пфальцской фаз – северо-северо-восточное. Бретонские разрывы, вероятно, унаследовали еще докембрийские дислокации, наблюдаемые в Приазовском кристаллическом массиве. Сочетание продольных разрывов, заложенных в бретонскую фазу и второй группы поперечных разломов, а также возобновление движений в киммерийскую и ларамийскую фазы, создали довольно сложную мозаично-блоковую структуру этого района.