Геологическое строение Ленинградского (Гдовского) месторождения

20.03.2020

В геологическом строении месторождения принимают участие отложения среднего девона, ордовика и кембрия. Отложения девона отсутствуют только в районе так называемого Везенбергского эрозионного уступа (глинта), сложенного карбонатными породами везенбергского и невского горизонтов.

Везенбергский уступ протягивается почти через все месторождение и делит площадь распространения девонских пород на два поля — северное и южное. В пределах северного поля девонские отложения залегают с резким эрозионным несогласием на породах среднего ордовика; в пределах южного поля это несогласие выражено слабее.

Везенбергский уступ (глинт) в западной части месторождения возвышается над окружающей местностью на 5 м и, постепенно снижаясь, на востоке почти не выделяется в рельефе.

Осадочная толща кембрийских, ордовикских и девонских пород покоится на породах кристаллического фундамента. Глубина залегания их 360 м.

Кембрийская система представлена двумя отделами: нижним, включающим (снизу вверх) гдовский, ляминаритовый, надляминаритовый горизонты, горизонты «синих глин» и эофитоновый, и средним, представленным только одним ижорским (фукоидным) горизонтом.

На территории месторождения породы ордовика выходят под четвертичные отложения только в пределах так называемого Везенбергского уступа.

В разрезе кембрийских отложений принимают участие преимущественно глины, и только в основании и верхней части его присутствуют песчаники и пески (гдовский, надляминаритовый, эофитоновый и ижорский горизонты).

Горизонт ляминаритовых глин мощностью около 185 м отделяется от «синих глин», характеризующихся мощностью порядка 70 м, надляминаритовыми песчаниками средней мощностью 31 м. Общая мощность эофитоновых и ижорских песчаных отложений около 30 м.

Ордовикская система представлена нижним, средним и частично верхним отделами общей мощностью 100—110 м.

Нижний отдел выражен пакерортским (оболовый песчаник), мяэкюльским, волховским и кундским горизонтами. Пакерортский и мяэкюльский горизонты сложены песчаниками суммарной мощностью 3—8 м, а волховский и кундский — глинистыми известняками.

Средний отдел ордовика представлен таллинским (б. эхиносферитовые слои), кукерским, итферским, шундоровским и невским горизонтами, сложенными преимущественно известняками суммарной мощностью выше 80 м.

Верхний отдел ордовика состоит из доломитов везенбергского и набалаского горизонтов (ликгольмские и боркгольмские слои) мощностью соответственно 10—15 и 30—35 м.

Отложения среднего девона, представленные в пределах месторождения двумя горизонтами живетского яруса — нарвским и лужским (тартуским), залегают на размытой поверхности ордовика (от набалаского до таллинского горизонта). Наиболее сильный размыв пород ордовика наблюдается на северном склоне Везенбергского уступа (глинта), представляющем собой погребенный берег девонского моря. Южный склон уступа пологий; эрозионный размыв девонских пород небольшой. Нарвский горизонт, начинаясь слоем базального конгломерата, состоит из мергелей и глинистых доломитов с прослоями песчаников мощностью 25—30 м. Лужский (тартуский) горизонт распространен в юго-восточной части месторождения, захватывая частично поле шахт № 1 и 3, и в районе Нарвского водохранилища. Этот горизонт сложен песками и песчаниками. Мощность его на площади месторождения от 1,5 до 15 м, южнее 45 м.

На всей площади месторождения коренные породы прикрыты четвертичными отложениями. Мощность их, за исключением северо-восточной части месторождения и вдоль восточного и южного берегов оз. Самро, не превышает 6 м.

Четвертичные отложения представлены валунными глинами и суглинками, озерно-ледниковыми песками, ленточными глинами и супесями. Новейшие отложения представлены торфом, аллювиальными и озерными песками, суглинками и глинами.

Породы ордовика в той или иной мере глинистые. Наибольшее количество (по суммарной мощности) мергелистых прослоев приходится на низы кукерского горизонта, шундоровский, невский и кундский горизонты, затем на пограничную зону между итферским, кукерским горизонтами и верхи таллинского горизонта. Карбонатные породы ордовика в той или иной мере доломитизированы.

По классификации С. Г. Вишнякова, в невском, шундоровском, кукерском и верхах таллинского горизонтов преобладают доломитистые (75% CaCO3) известняки, а в везенбергском и нижней половине таллинского и кундского горизонтов — доломиты известковистые (25—50% CaCO3). По заключению Д. М. Телух, доломитизация известняков вторичная, при этом отмечается, что процесс перехода органогенно-обломочного известняка в кристаллический сопровождался увеличением общей пористости пород в связи с выщелачиванием и замещением кальция магнием. Доломитизация происходила вследствие карстового процесса.

Участки повышенной доломитизации пород совпадают с зонами наибольшей кавернозности и трещиноватости.

Наименьшей доломитизацией отличаются известняки шундоровского горизонта, наибольшей — везенбергского. Сильно доломитизирована также большая часть известняков таллинского горизонта. Среди карбонатных пород нижнего ордовика встречаются пластообразные тела доломитизированных известняков и гнезда известковистых доломитов. Отдельные доломитовые прослои содержатся в верхней части кукерского горизонта.

В вертикальном разрезе доломитизация затухает с глубиной.

В пределах месторождения сланценосность проявляется в кукерском, итферском и невском горизонтах, но промышленная сланценосность наблюдается только в кукерском горизонте. Кукерский горизонт включает до 15 прослоев и слоев горючих сланцев, из которых в промышленный пласт входят четыре прослоя, залегающих в нижней части горизонта.

Самый нижний маломощный (0,05 м) прослой сланцев залегает на границе кукерского и таллинского горизонтов; над ним на расстоянии 4—4,5 м прослеживается второй маломощный прослой. Выше, на расстоянии 1,0—1,25 м, находится промышленный пласт горючих сланцев (промышленная пачка), состоящий из четырех сближенных слоев, известных в литературе под номерами I, II, III, IV (сверху вниз). Прослои горючего сланца, залегающие выше промышленного пласта, характеризуются мощностью от 0,05 до 0,40 м; самый верхний из них, по кровле которого проходит граница между кукерским и итферским горизонтами, имеет мощность от 0,50 до 0,80 м, но этот слой обогащен включениями известняков.

Итферский и невский горизонты соответственно включают 8—9 и 5—6 прослоев известково-глинистых горючих сланцев мощностью от 0,05—0,25 м.

Карбонатные породы ордовика и промышленная пачка разбиты двумя системами трещин северо-восточного (40—50°) и северо-западного простираний. Трещины северо-восточного направления обычно вертикальные и располагаются группами в виде тектонических зон, расстояние между которыми колеблется от 50 до 150 м. Ширина каждой зоны 30—40 м. Такие зоны прослеживаются на расстоянии свыше 6 км.

Как показали наблюдения в шахтах, к трещинам северо-восточного направления приурочено большое количество карстовых полостей, которые в плане имеют четкообразную форму. В вертикальном разрезе расширение карстовых полостей наблюдается на границе с водонепроницаемыми или слабопроницаемыми породами. В частности, в кровле промышленной пачки горючих сланцев имеются крупные карстовые полости. Различие в литологическом составе пород и периоды временной стабилизации базиса эрозии при их формировании обусловили поэтажное развитие карстовых процессов.

На месторождении прослеживаются три горизонта закарстованности: самый нижний (III этаж) связан с таллинским и частично кундским и волховским горизонтами, средний (II этаж) расположен выше промышленной пачки в кукерских известняках и верхний (I этаж) — в везенбергском горизонте. Расстояния от промышленной пачки составляют: нижний горизонт 12—23 м и 27—33 м, средний 4—6 м (иногда 13—17 м) и верхний 48—57 м.

По данным М.А. Гатальского, средняя величина общей закарстованности всей толщи ордовикских карбонатных пород составляет 2%, для известняков кровли промышленной пачки 3%.

Проявление карста в промышленной пачке превосходит общую закарстованность пород в 5—6 раз.

Процессы карстообразования имеют длительную историю развития и разделяются на древние и современные. По мнению Н.Г. Паукера, развитие карстообразования началось в эрийскую фазу каледонской складчатости на границе силура и девона — с момента образования трещин растяжения северо-восточного направления (первый цикл). Второй цикл карстообразования относится к последевонскому времени, третий цикл — ко времени, предшествующему четвертичной эпохе (по предположению Н.Г. Паукера, к неогену), когда началось возникновение новых речных долин (древних долин), к числу которых относится Лужско-Нарвская депрессия, выполненная четвертичными отложениями. Между древними долинами, где располагался древний водораздел, под четвертичными отложениями фиксируются карстовые воронки, впадины и долины. Последний цикл карстообразования (современный карст) относится к послеледниковому времени.

Наиболее сильно процессы карстообразования проявляются в горизонтах известняков, расположенных выше кукерских слоев, и в промышленной пачке горючих сланцев.

Карстовые полости имеют различную форму и размеры. Обычно эти полости протягиваются отдельными цепочками преимущественно северо-восточного направления.

Развитие карста в горючих сланцах сопровождается нарушениями в их залегании и замещении горючих сланцев глинами. Древние карстовые полости в известняках ордовика большей частью от нескольких сантиметров до 1,5 м и более, по вертикали до 11,5 м.

Чаще встречаются карстовые полости или каверны, выполненные привнесенными извне рыхлыми образованиями и карстовым «элювием».

Наиболее интенсивно заполнялись вторичными образованиями верхние части карстовых полостей, более глубокие горизонты закольматированы меньше, особенно в зонах горизонтальной циркуляции.

В промышленном пласте горючих сланцев привнесенного материала мало; преобладают продукты разложения (остаточная глина, щебенка).

На месторождении также развиты трещины — жилы, которые заполнены кварцевым песком, сцементированным кальцитом и сульфидами.

Современный карст развит значительно слабее, чем древний, и в большинстве случаев карстовые каналы связаны с карстовыми пустотами больших глубин.

Современные карстовые процессы больше всего развиты на ордовикском плато. Близ г. Сланцы карстовые воронки неглубокие — до 5 м (обычно 1—2 м), диаметр их до 50 м.

В поле шахты им. С. М. Кирова вдоль ручья развита система карстовых воронок. Карстовые воды разрабатывают пути движения к местному базису эрозии — р. Плюссе, по берегам которой много нисходящих карстовых источников, приуроченных к везенбергский карбонатным породам. Этот карстовый процесс образует новые формы, но многие современные карстовые тракты являются восстановленными трактами древнего карста.

Н.Г. Паукер считает, что участки доломитизации в карбонатных породах ордовика являются древними карстовыми зонами, где процессы коррозии и изменения минерального состава первичных известняков проявлялись особенно активно. Кривая общей закарстованности огибает «пики» кривой содержания доломита.

Трещины северо-западного направления проходят под прямым углом к северо-восточным, азимут простирания 310—320°. Они располагаются параллельными рядами через 12—75 м (в среднем 30 м) одна от другой и прослеживаются на расстоянии до 7 км, но чаще «затухают» через 100—500 м. Ширина этих трещин за редким исключением не превышает 1 см, а на глубине они становятся совсем сомкнутыми. В отличие от северо-восточных трещины северо-западного направления более прямолинейные.

Кроме региональной трещиноватости, процессы тектогенеза проявляются в виде волнистости пластов ордовика, проявляющейся на фоне общего пологого моноклинального залегания пород, наклоненных на юго-восток по азимуту 150° под углом 14—17'.

В шахтах волнистость слоев прослеживается в виде прогибов (мульд) в основании промышленной пачки. Ориентировка прогибов различная, чаще северо-восточная; протяженность — десятки и сотни метров, относительная «глубина» по оси мульды 0,7—1,5 м. Прогибы часто сопровождаются вертикальными смещениями (сбросами) с амплитудой 0,3—0,5 м.

В некоторых местах сбросы не связаны с пликативной дислокацией и приурочены к тектоническим зонам; в этих случаях амплитуда их достигает 20 м.

Вертикальные смещения промышленной пачки имеют место также в закарстованных зонах.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна