Тектоника Прокопьевско-Киселевского угленосного района

Район относится к Присалаирской зоне линейных складок и разрывов, представляет весьма сложный брахисинклинальный складчатый комплекс на западном крыле Кузнецкого прогиба, отличающийся сильной дислоцированностью. Прокопьевско-Киселевская структура вытянута с юго-востока на северо-запад и образует в плане полосу, слегка выгнутую в средней части на восток. Вследствие этого общее простирание структуры изменяется от 170—350° на юге до 140—320° на севере. Структура осложнена большим количеством синклиналей и антиклиналей второго и более мелких порядков, которые разорваны множеством нарушений различной формы и амплитуды. Как оси складок, так и поверхности дизъюнктивов простираются почти параллельно общему направлению простирания основной структуры (рис. 90). Наиболее крупные дополнительные складки второго порядка — Нулевая, I и III синклинали — прослеживаются по всему району; они в свою очередь также осложняются дополнительными складками третьего порядка, развитыми главным образом на северо-восточных крыльях этих структур. В юго-восточной части района, к востоку от III синклинали, установлено еще несколько складок — IV, V, VI синклинали и сложная Маганакская антиклиналь, которые в северо-западном направлении резко погружаются под непродуктивные отложения кузнецкой свиты.

Складки характеризуются линейными формами: узкие, вытянутые, преимущественно с острыми замками и крутым падением крыльев — от 50 до 80°. Местами наблюдаются более пологие и более крутые залегания крыльев, вплоть до опрокинутых. Складки большей частью имеют асимметричную форму, причем наклон осевых поверхностей отмечается как на юго-запад, так и на северо-восток. Переориентировка осевых поверхностей наблюдается даже по простиранию одних и тех же структур. Так, осевая поверхность Нулевой синклинали в южной части наклонена на юго-запад, а на севере, в пределах участков Новосергеевских,— на северо-восток; осевые поверхности IV и V синклиналей на юге, на поле шахты Черная Гора, наклонены к северо-востоку, к северу, на полях шахт 3—Збис и Коксовой 1, синклинали становятся симметричными, а затем их осевые поверхности отклоняются уже на юго-запад.

Преобладающее погружение осей крупных складок направлено на юге района к северо-западу, а на севере — к юго-востоку, в среднем под углами 10—15°. Максимальное погружение пластов в пределах наиболее крупных структур — I и III синклиналей — происходит в центральной части района. В замках этих складок один из верхних пластов — VI Внутренний —залегает на глубине около 1000 м.

Разрывные нарушения развиты очень широко. В районе насчитывается около пятнадцати только крупных дизъюнктивов, прослеживающихся на расстояние 10 км и более. Все они располагаются более или менее параллельно друг другу под небольшим углом к господствующему простиранию толщи; преобладающее падение сместителей на юго-запад под углом 70—80°. Наиболее крупными являются разрывы, ограничивающие район с запада и востока — Тырганский надвиг, Афонино-Киселевский и Киселевский взбросы, взброс I—I.

Тырганский надвиг (см. рис. 87 и 90) имеет наибольшую амплитуду в центральной части района, где со средними горизонтами балахонской серии контактируют верхи среднего девона. К северо-западу и юго-востоку амплитуда его резко уменьшается.

Афонино-Киселевский взброс (на Прокопьевском месторождении ему соответствует взброс S—S) наибольшую амплитуду имеет на севере района, вблизи Красного Брода, — в плоскости сместителя она определяется около 2500—3500 м. Здесь приведены в контакт отложения низов балахонской серии и ильинской свиты. К югу амплитуда этого разрыва уменьшается. В центральной части, близ шахты 7, она составляет лишь 1500 м, а на крайнем юге в низах угленосных отложений взброс совершенно затухает.

Киселевский взброс прослежен разведочными работами только на севере при разведке Карагайлинского месторождения; амплитуда его здесь составляет около 2500—3000 м.

Наибольшая амплитуда нарушения I—I определена приблизительно в 3000 м в районе поля шахты Коксовая 2, где контактируют усятская подсвита с ильинской свитой. К югу его амплитуда постепенно уменьшается, вначале до 2000—1500 м, а затем, у шахты Красный Углекоп, — до 800 м.

Восточнее взброса I—I наблюдается дизъюнктив N—N, который короче по простиранию, чем перечисленные выше, но имеет амплитуду того же порядка. Он закладывается на глубине поля шахты Северный Маганак и через 5 км, на поле шахты Красный Углекоп, амплитуда его достигает 2000 м.

Кроме описанных нарушений, в центральной части угленосных отложений района выделяются согласные взбросы L—L, В—В, R—R, А—A, D—D, E—Е. Амплитуды их составляют 1000—1500 м. Все эти дизъюнктивы разветвляются и постепенно затухают к южной или северной границам района.

Горными и разведочными работами установлены также разрывные нарушения, участвующие в складчатости вместе с угленосными отложениями. Особенно хорошо это видно на поле шахты Северный Маганак, где дизъюнктив К—К, повторяя формы сравнительно пологих складок, срезает под острым углом пласты углей стратиграфически снизу вверх от Мощного до VI Внутреннего (см. рис. 90). Амплитуда разрыва по сместителю равна 2000 м. Данные технического анализа углей отчетливо свидетельствуют о том, что угли висячего крыла менее метамор-физованы, чем угли лежачего крыла, что свидетельствует о древнем заложении этого разрыва.

Обособленное положение среди нарушений занимает также взброс M—М, который берет начало на поле шахты им. Калинина на юге и протягивается на север через Киселевское месторождение. В отличие от остальных крупных дизъюнктивов взброс M—M имеет падение сместителя на северо-восток. Амплитуда его в плоскости сместителя до 2000—3000 м.

В наиболее хорошо изученных центральной и южной частях района установлено, что большинство крупных разрывов в плане под острым углом пересекает оси складок, располагаясь по отношению к последним более меридионально. В местах пересечения осей складок разрывы всегда выполаживаются в соответствии с изменением падения слоев, приспосабливаясь в какой-то мере к напластованию. На рис. 91 видно, как крупный разрыв в притырганской части района переходит из согласного взброса на восточном крыле I Тырганской синклинали в несогласный на юго-западном крыле. Аналогично ведут себя разрывы R—R, E—Е, I—I. Подмечено также, что угол встречи крупных согласных взбросов с напластованием, как правило, сохраняется в пределах 20—30° независимо от углов падения слоев.

Крупные разрывы, представляющие собой сравнительно неширокие зоны интенсивного дробления пород, сопровождаются, однако, достаточно широкими зонами мелких разрывов и трещиноватости. Особенно сложная сеть разрывов наблюдается при сближении нескольких крупных дизъюнктивов в пределах II синклинали и Тайбинской антиклинали. На всей центральной части района в полосе этих структур (с очень крутыми, местами опрокинутыми падениями) на больших участках из-за сильной нарушенности приходится отказываться от добычи углей. Широкие до 300—800 м зоны интенсивной нарушенности имеются и в крайней юго-восточной части района при сближении крупных разрывов I—I, К—К, N—N, О—О. Широкие зоны различно ориентированных мелких разрывов часто наблюдаются также вблизи несогласных взбросов, поражающих замочные части и северо-восточные крылья антиклиналей.

Нарушенность угленосных отложений, осложняющая добычу углей подземным способом, не влияет на отработку углей разрезами. Здесь, наоборот, благодаря складчатости и сдваивающим разрывам мощные пласты многократно выводятся на поверхность, что уменьшает коэффициент вскрыши (рис. 92).