В. С. Дручин. К вопросу о приуроченности долин рек и овражно-балочной сети к тектонической трещиноватости и разрывным нарушениям

Роль тектонического фактора в формировании рельефа Земли общеизвестна. В процессе становления и развития Земли проявляется многообразие форм тектонических движений, приводящих к вменению структур земной коры и образованию ее рельефа. В период тектонических движений поверхностные слои земной коры вступают во взаимодействие с атмосферными осадками и поверхностными водами. В результате этого происходит образование различных форм рельефа.

Не останавливаясь подробно на вопросах образования рельефа, отметим некоторые его особенности. Известно, что основными формами рельефа на большей части суши являются долины и разделяющие их междуречья. В. П. Философов [4] указывает, что речные долины обычно приурочены к тектонически ослабленным зонам: разломам, сбросам, зонам тектонической трещиноватости и прогибам. О приуроченности эрозионной сети к зонам разрывных смещений и тектонической трещиноватости в различных регионах пишут А. Е. Михайлов [2], В. Е. Хайн [5], В. Д. Скарятин [3] и др.

Исследование трещиноватости горных пород проводилось нами в Восточном Донбассе (Гуково-Зверевский и частично Белокалитвенский районы). В процессе полевых работ изучались тектонические разрывные нарушения и трещиноватость в обнажениях горных пород, горных выработках угольных шахт, а также по керну скважин. На отдельных участках долин рек и балок замерялась их ориентировка. Кроме того, были использованы крупномасштабные карты.

В результате изучения тектонической трещиноватости были установлены некоторые основные особенности строения речных долин и овражно-балочной сети. Так, отрезки речных долин и овражно-балочной сети, имеющие прямолинейный характер, располагаются чаще всего согласно с простиранием одной из систем трещин (рис, 1). Трещиноватость обычно представлена несколькими системами. Поэтому эти участки долин, приспосабливаясь то к одной, то к другой системам тектонических трещин, образуют характерные извилины. Например, балка Скородумовка у хут. Холодный плес имеет сложнее строение. В обнажениях горных пород этой балки наблюдаются несколько систем трещин с простиранием 20-25⁰ (200-205⁰), 50-60⁰ (230-240⁰), 85-265⁰ и 290-300⁰ (110-120⁰). Прямолинейные участки балки имеют аналогичную ориентировку или близкую к ней (рис. 1,а).

Рис. 1. Сопоставление роз-диаграмм простирания трещиноватости с направлением отдельных прямолинейных участков овражно-балочпой сети: а) балка Скородумовка и ее отроги (70 замеров трещин); б) балка Трактирская (32 замера трещин): 1 - скважина и ее номер; 2 - обнажение пород и его номер; 3 - пунктир-направление отдельных прямолинейных участков долин; 4 - роза трещиноватости

Балка Трактирская у скв. 2516 имеет азимут простирания участка долины 205-210⁰, а выходящий в нее овраг - 260-270⁰. Азимут простираний трещин, замерянных в обнажениях 10, 11, аналогичен этим участкам (рис. 1,6). Можно отметить еще ряд других совпадений ориентировок простираний трещин и прямолинейных участков долин балок Ширяевой, Каменка, Бол., Мал. Гнилуша и др.

О связи трещиноватости с речной и овражно-балочной сетью свидетельствуют также диаграммы на рис. 2, где приведены розы-диаграммы простирания тектонической трещиноватости, разрывных нарушений и долин реки Лихой и балки Нижнее Провалье. Как видно из этих диаграмм, ориентировка долин реки и балки совпадает с ориентировкой тектонической трещиноватости.

Рис. 2. Сопоставление роз-диаграмм простирания разрывных нарушений тектонической трещиноватости и прямолинейных участков долин рек и балок: а) р. Лихая; б- балка Нижнее-Провалье: 1 - разрывы; 2 - простирание прямолинейных участков долин; 3 - трещины

В свою очередь ориентировка этих трещин зависит от ориентировки тектонических разрывов. Хорошей иллюстрацией связи ориентировки трещин и разрывов является также рис. 3, на котором показано положение основных тектонических разрывов и ориентирные диаграммы трещин Гуково-Зверевского угленосного района (условные обозначения; 1 - известняки свитные, Каменская свита; 2 - тектонические разрывы; 3 - обнажение пород и номер точки замера трещин; 4 - шахтный ствол вертикальный; 5 - шахтный ствол наклонный; 6 - ориентировка систем трещин. Цифры у стрелки; азимут и угол падения; 7 - ориентировка тектонических Малоамплитудных разрывов в угле; 8 - ориентировка тектонических малоамплитудных разрывов в угле; 8 - ориентировка (простирание) прямолинейных участков рек и балок). Так, на диаграмме, составленной для обнажений 20, 26, 27, видно, что максимум трещин с наибольшей плотностью (>15%) имеет азимут падения 180 <75>⁰, а простирание равно 90⁰.

Рис. 3. Схема ориентировки трещин, прямолинейных участков долин реки балок и тектонических разрывов

Это соответствует простиранию Ковалевско-Замчаловского, Терновско-Обуховского сбросов и других многочисленных более мелких разрывов. Аналогичную ориентировку имеют максимумы трещин с плотностью >15% для обнажений 36-39. Их простирание равно 85-88⁰. На другой ориентирной диаграмме, составленной по данным замеров трещин в кровле угольных пластов на шахтах 15/16, 19/20, также наблюдается связь максимумов трещин с тектоническими разрывами. Максимум трещин с плотностью 9% имеет азимут падения 284 󕓐⁰, а его простирание 14⁰, Эта ориентировка также близка к простиранию Западного, Ивановского, Платовского и других разрывов. Такая же закономерность наблюдалась при доразведке на участке Шерловском (1970 г.), где установлены трещины преимущественно двух систем: с азимутом простирания 30-40⁰ и 135-160⁰, т. е. согласных с развитыми в центре участка крупными нарушениями. Таким образом, имеется определенная зависимость, с одной стороны, между ориентировкой тектонической трещиноватости и долинами рек и овражно-балочной сетью, а с другой - между ориентировкой тектонической трещиноватости и разрывными нарушениями.

Вопрос о приуроченности долин рек и балок к тектоническим разрывам как в данном регионе, так и в других изучен недостаточно. В одних случаях здесь наблюдается такая приуроченность, в других - нет. Это объясняется, главным образом, двумя причинами. Во-первых, отсутствием необходимой информации. Известно, что общее состояние методики геологоразведочных работ не позволяет еще решать достаточно обоснованно вопросы тектонического строения участков по керну скважин. Нередко при проведении доразведок значительно изменяется тектоническое строение той или иной территории. Во-вторых, не все разрывы образуют долины, так как для этого необходимы определенные условия. Об этом пишут В. П. Философов [4], Г. Д. Аджирей [1] и др. Учитывая важность данной проблемы, автор считает необходимым в порядке постановки вопроса отменить некоторые закономерности .в расположении тектонических разрывов и их проявления в долинах рек и балок. В пределах исследуемой части Восточного Донбасса в балках в ряде случаев наблюдаются тектонические нарушения, имеющие сходные с ними элементы простирания. Так, в балке Скородумовка, у хут. Холодный Плес имеется плоскость сместителя Новомихайловского надвига с азимутом падения 140 󕒣⁰ (136-151⁰) и простиранием 230⁰, т. е. направленным вдоль балки. При этом наблюдается наибольшая раздробленность пород трещинами с таким же простиранием. Расстояние между этими трещинами чаще всею от 5-10 до 20 см. В обнажениях пород в долине р. Лихой в пределах поля шахты 9/10 отмечается ряд явлений, сопровождающих разрывные нарушения: зеркала скольжения, штрихи, борозды, зоны дробления пород трещинами и т. п. Простирание этих разрывов как и долины реки 80-90⁰. Наибольшая раздробленность пород трещинами имеется также в этом направлении (10-20 трещин на метр). Кроме того, в горных выработках шахты, почти на всем шахтном поле зафиксирована целая полоса многочисленных разрывов этого же простирания. Все разрывы, вероятно, являются продолжением крупного Ковалевско-Замчаловского сброса. Можно привести еще ряд подобных явлений, наблюдаемых в обнажениях долин балок Мал. Каменка, Трактирской и др. Таким образом, в данном случае имеется определенная приуроченность этих участков долин рек и балок к разрывным нарушениям. Несмотря на отмеченные выше недостатки, полученные данные могут иметь практическое значение в деле изучения тектонической трещиноватости и разрывных нарушений.

Литература

1. Г. Д. Аджирей. Структурная геология. Изд-во Московского ун-та, 1966.

2. А. Е. Михайлов. Полевые методы изучения трещин в горных породах. М., Госгеолтехиздат, 1953.

3. В. Д. Скарятин. Классификация трещин и применение аэрофотосъемки и некоторых других методов при изучении трещиноватости горных пород. Тр. II Всесоюзного совещания по трещинным коллекторам нефти и газа. М., «Недра», 1965.

4. В. П. Философов. Краткое руководство по морфометрическому методу поисков тектонических структур. Изд-во Саратовского ун-та, 1960.

5. В. Е. Xайн. Общая геотектоника. М., "Недра" 1964.