Фрактально-хвильова природа геологічного середовища кам’яновугільних відкладів Донбасу
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.v44i1.253715Ключові слова:
геологічне середовище, осадові відклади, вуглепородний масив, хвильові процеси, фрактальна розмірністьАнотація
Проведено дослідження структури розривних і складчастих порушень осадових відкладів Донбасу на різних масштабних рівнях: від мікродислокацій до крупноамплітудних дислокацій. На всіх масштабних рівнях визначено латеральна повторюваність складок, зумовлена хвильовими процесами, викликаними імпульсними горизонтальними тектонічними силами в постінверсійний період. За параметрами природних і техногенних розривних дислокацій Донбасу розрахована фрактальна розмірність для залежностей довжин, кількості порушень, площі поверхні зміщувачів, відстані між тріщинами від масштабу карт для окремих шахт і виробок, вугільних пластів і пісковиків. Виміри проводили по мікрофотографіях вугільних частинок, у гірничих виробках, по геологічних картах Донбасу та окремих районів. Установлено, що розподіли розривних порушень у вуглепородному масиві описуються логнормальними та степеневими законами. Це засвідчує фрактальність розривної порушеності осадових відкладів Донбасу, а відмінності фрактальної розмірності на різних масштабних рівнях вказують на її мультіфрактальність. Достовірність отриманих результатів підтверджується подібністю фрактальної розмірності, розрахованої різними методами. Розбіжність значень фрактальної розмірності на різних масштабних рівнях відображає наявність додаткових локальних або регіональних чинників, що впливають на формування структури басейну. Отримані дані засвідчують дію фрактально-хвильових процесів, які, накладаючись на відклади, що утворилися, сформували складну структуру осадової товщі Донбасу.
Посилання
Barannikova, S.A. Gorbatenko, V.V., Nadezhkin, M.V., & Zuev, L.B. (2012) Slow wave processes during compression of rock samples and alkaline-halloid crystals. Vestnik Permskogo natsional’nogo issledovatel’skogo politekhnicheskogo universiteta, (2), 8—19 (in Russian).
Bezruchko, K.A., & Baranovskiy, V.I. (2014). Traces of the gas generation process in the coals of Donbass. Ugol’ Ukrainy, (11), 31—34 (in Russian).
Bogachenko, I.N. (1971). Mega-fracturing and forecast of fracture tectonics and low-amplitude rupture dislocation in explored areas and fields of operating mines. Trudy DonbassNIL MG USSR, (3), 39—46 (in Russian).
Bulat, A.F., & Durdа, V.I. (2005). Fractals in geomechanics. Kiev: Naukova Dumka, 357 p. (in Russian).
Vikulin, A.V. (2003). Physics of the wave seismic process. Petropavlovsk-Kamchatsky: KGPU Publishing House, 151 p. (in Rus-sian).
Driban, V.A., Grishchenkov, N.N., Khodyrev, E.D., & Dubrova, N.A. (2013). Features of the formation of technogenic reservoirs during the development of coal seams in the conditions of the central heating center. Naukovi pratsi UkrNDMI NAN Ukrainy, (13), 220—237 (in Russian).
Zabigaylo, V.E., Lukinov, V.V., Pimonenko, L.I., & Sakhnevich, N.V. (1994). Tectonics and mining and geological conditions for the development of Donbass coal deposits. Kiev: Naukova Dumka, 152 p. (in Russian).
Kocharyan, G.G., Kostyuchenko, V.N., & Pavlov, D.V. (2004). Initiation of deformation processes in the earth’s crust by weak disturbances. Fizicheskaya mezomekhanika, 7(1), 5—22 (in Russian).
Kocharyan, G.G., & Fedorov, A.E. (1990). On the features of the mechanics of the seismic process in a block geophysical environment. Doklady AN SSSR, 315(6), 1345—1349 (in Russian).
Kuzmin, Yu.O. (2012). Deformation autowaves in fault zones. Fizika Zemli, (1), 3—19 (in Russian).
Lukinov, V.V., & Pimonenko, L.I. (2008). Tectonics of methane coal deposits of Donbass. Kiev: Naukova Dumka, 352 p. (in Russian).
Lung, I. (1988). Fractals and fracture of metals with cracks. In Fractals in physics (pp. 260—265). Moscow: Mir (in Russian).
Mylaniuk, S.V. (2018). Block-and-architecture model of seismic processes. Dopovidi NAN Ukrainy, (11), 55—62 (in Ukrainian).
Pimonenko, L.I., Baranovskiy, V.I., Pilipenko, Yu.N., & Tkachenko, A.V. (2010). Influence of sedimentation conditions on the localization of low-amplitude disturbances in coal seams. Geotekhnicheskaya mekhanika, (91), 255—260 (in Russian).
Pymonenko, L.I., & Burchak, O.V. (2011). Investigation of fractality of spatio-temporal evolution of coal matter by the method of Hearst. Naukovi pratsi DonHTU. Ser. Hirnycho-heolohichna, (15), 233—239 (in Ukrainian).
Plotnikov, L.M., & Petrov, A.I. (1969). On reflections in geological objects of the wave nature of mechanical stresses. In Pressures and mechanical tensions in the development of the composition, structure and topography of the listosphere (pp. 46—50). Leningrad (in Russian).
Podurushin, V.F. (2014). Tectonics of the geophysical mezoval (North of the Western Siberia). Vesti gazovoy nauki: Problemy resursnogo obespecheniya gazodobyvayushchikh rayonov Rossii do 2030 g, (3), 82—88 (in Russian).
Sadovskiy, M.A., Bolkhovitinov, L.G., & Pisarenko, V.F. (1987). Deformation of the geophysical environment and the seismic process. Moscow: Nauka, 100 p. (in Russian).
Tyapkin, K.F., & Kivelyuk, T.T. (1982). Study of fault structures by geological and geophysical methods. Moscow: Nedra, 239 p. (in Russian).
Tveritinova, T.Yu. (2007). On the fractal-wave nature of the geological environment. Retrieved from http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1179216&uri=tveretinova.html (in Russian).
Feder, E. (1991). Fractals. Moscow: Mir, 254 p. (in Russian).
Shuman, V.N., Kobolev, V.P., Starostenko, V.I., Burkinskiy, I.B., Loyko, N.P., Zakharov, I.G., & Yatsiuta, D.A. (2012). A method of analysis of spontaneous electromagnetic emission of the Earth: physical backgrounds, elements of theory, field experi-ment. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(4), 40—61. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i4.2012.116749 (in Russian).
ImageJsoftware. [Electronic resource]. Retrieved from http://rsb.info.nih.gov/ij/html. Title from the screen.
Pymonenko, L., Karhapolov, A., Kuznetsova, L., Prykhodchenko, O., & Hunia, D. (2019). Geological factors of gassing of the east inclined longwall # 3 of m3 bed at O.F. Zasiadko mine. E3S Web of Conferences, 109, 00078. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900078.
Sherman, S.I. (2013). Deformation waves as a trigger mechanism of seismic activity in seismic zones of the continental litho-sphere. Geodynamics & Tectonophysics, 4(2), 83—117. https://doi.org/10.5800/GT-2013-4-2-0093.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
