Розвиток процесів вуглефікації у Донбасі як послідовність тектонічних і термальних подій

Abstract

На підставі використання методів чисельного моделювання давніх теплових потоків за даними зміни з глибиною відбивної властивости вітриніту і фішн- трекового аналізу розроблено модель послідовности тектонічних і термальних подій у Донбасі, які привели до процесів вуглефікації. Тепловий потік під час максимального занурення (сакмарський час) змінювався у межах від 40 мВт/м2 до 75 мВт/м2 . У межах району досліджень намічаються два „епіцентри“ аномально високих теплових потоків після часів максимального занурення на рівні 175…200 мВт/м2 , що корелюються з андезитовим-трахіяндезитовим магматизмом під час пфальцської фази герцинського тектонічного циклу (межа пермі і тріасу — середній тріас). В області розвитку пул-апартів у середній юрі — ранній крейді проявився другий термальний епізод як відгук на режим реґіональної реорганізації полів напружень і внутріплитного розтягання. Методами апатит фішн-трекового аналізу оцінено температури, яких зазнали верстви під час термальних подій. Зокрема, у Чистяково-Сніжнянському районі формаційна температура в середині свити L(C2 6 ) становила на момент першого „термального епізоду“ — 110…120°C, другого "термального епізоду" ~90 °C. У новій моделі для структур еродованої Донецької складчастої споруди передбачено два інверсійні епізоди та зроблено оцінки амплітуд інверсії. Перший — внутріпермський інверсійний епізод спричинив основну денудацію відкладів карбону. Другий інверсійний епізод відбувся у післясередньотріясовий час. Результати досліджень показують, що метан у вугленосній товщі Донбасу генерувався не тільки під час максимального доінверсійного занурення, а й на пізніших етапах, що дає змогу по-новому глянути на питання його збережености та потенційні можливості виявлення родовищ вуглеводнів у реґіоні досліджень.

Heat flow numerical models based on vitrinite reflectance data with use of apatite fission track data for calibration were applied to elucidate the factors that control coalification and to trace consequence of tectonic and thermal events in the Donets Basin). Heat flow during maximum burial in Permian (Sakmarian) times was in the range of 40 to 75 mW/m². Within the limits of the study area two centres of extremely high postmaximum burial heat flows varying in the range of 175 to 200 mW/m² have been revealed. These are correlated with andesytic magmatism during the Pfalzian stage of the Hercynian tectonic cycle (boundary Permian — Triassic — Middle Triassic). In region of pull-aparts during Middle Jurassic — Early Cretaceous the second thermal episode took place. This reheating was most likely related to an enhanced heat flow during Jurassic intraplate extension. The formational temperatures were estimated with the help of apatite fission track analysis. The Tchystyakovo-Snezhnyansky area experienced a Permo-Triassic thermal event with temperatures of 110…120°C, meanwhile for Jurassic to Cretaceous reheating (second thermal episode) the maximal temperature was ~90°C. New model incorporates the presence of two inversion episodes for the Donets Fold Belt. Intra-Permian inersion episode removed the most of Carboniferous rocks, meanwhile the second one took place after Middle Triassic times. Our results suggest that coal bed methane was generated not only during maximum burial, but also afterwards. This allows to get new insight into methane preservation potential and to forecast good chance of success in a prospect of hydrocarbon fields within this area.