Stages of geodynamic development of the Lviv–Volyn coal basin

Abstract

Метою даної роботи є аналіз геодинамічних процесів початку утворення, геологічного розвитку і післякарбонових змін кам’яновугільних відкладів Львівсько-Волинського басейну. Методика. Методика ґрунтується на основі комплексних історико-геологічних і фаціальних досліджень та включає співставлення потужностей і поширення різновікових відкладів регіону і проведення динамічного аналізу формування кам’яновугільних відкладів басейну. У результаті проведених досліджень показано, що територія сучасного розташування Львівсько-Волинського басейну мала особливу історію геоструктурного докарбонового розвитку, яка значно вплинула на його формування і обумовила геотектонічні і морфоструктурні зміни. Утворення цього регіону є результатом складного і тривалого, продовж декількох тектонічних етапів, процесу взаємодії зон тектонічної активізації та пов’язаних з нею регіональних розломів. Активізація цих зон припала на певні відліки геологічного часу та виражалася в розвитку конкретних геоструктурних елементів. Тектонічні події усіх періодів формування осадового чохла були індивідуальні і неповторні. Вони стали основою для утворення і змін у цілому структури південно-західної окраїни Східноєвропейської платформи і, зокрема, Львівсько-Волинського басейну, як частини Львівсько-Люблінського прогину. При інших геоструктурних співвідношеннях тектонічна будова басейну була би суттєво іншою. У формуванні цієї території, яка зазнала найбільшої активізації у палеозої, в геодинамічному аспекті визначальна роль належить структурним елементам північно-західного і південно-східного простягання. Наукова новизна. На основі аналізу товщини різновікових відкладів регіону показано, що під час геологічного формування басейну на вугленосну товщу в різній мірі постійно діяли переважно сили горизонтального стиску. Під їх впливом відбувалось конседиментаційне прогинання території і утворення первинних тектонічних форм, післякарбонових основних тектонічних і морфологічних структур та неодноразових розмивів вугленосних відкладів, які обумовили скорочення розрізу і значне зменшення об’ємів продуктивної частини вугленосної формації. Графічно показано динаміку зміни розташування поверхні кристалічного фундаменту на різних тектонічних етапах формування осадової товщі басейну, нахил якої був неоднаковий. Практична значущість. У результаті проведених досліджень визначено поетапний геодинамічний розвиток території Львівсько-Волинського басейну. В період від початку утворення і до розмиву вугленосної формації виділено п’ять етапів її формування, які характеризують особливості вуглеутворення і геодинамічнх процесів. Складена геологічна карта домезозойських відкладів карбонової вугленосної мегаформації Львівсько-Люблінського басейну з важливими тектонічними структурами, відображає подібні і відмінні риси геологічної будови Львівсько-Волинського і Люблінського басейнів. Отримані результати сприяють пізнанню загальних процесів формування карбонової вугленосної формації Львівсько-Волинського басейну, а встановлена послідовність уточнює і розширює уявлення про вугленосність, особливості будови вугленосної товщі, морфологію вугільних пластів і має значення для порівняння з вугленосними формаціями інших кам’яновугільних басейнів.The purpose of this work is to analyze geodynamic processes of origination, geological development, and Post-Carboniferous alteration of Carboniferous deposits of the Lviv-Volyn Basin. The methodology is based on historical-geological and facies studies. It includes a comparison of the capacities and distribution of deposits of different ages in the region as well as a dynamic analysis of the formation of coal deposits in the basin. The conducted investigations showed that the territory of the Lviv-Volyn Basin had a special history of geostructural Pre- Carboniferous development that sufficiently influenced its formation and caused geotectonic and morpho-structural alterations. The formation of this region resulted from complex and prolonged, during several tectonic stages, processes of interaction between the zones of tectonic activity and regional fractures connected with it. Activation of these zones happened to be at definite periods of geological time and was manifested in the development of concrete geostructural elements. Tectonic events of all periods of sedimentary cover formation were individual and unique. They became the basis for the formation and changes in the overall structure of the southwestern edge of the East European Platform and, in particular, the Lviv-Volyn Basin, as part of the Lviv-Lublin Trough. With other geostructural relations, the tectonic structure of the basin would be significantly different. In the Paleozoic era, the structural elements of the north-western and south-eastern extension played a decisive role in the formation of this territory. Originality. Based on the analysis of the thickness of the region's deposits of different ages it was shown that forces of horizontal compression affected the coal-bearing unit during the geological formation of the basin. During their influence, there was a depression of the territory, which led to the formation of primary tectonic forms and Post-Carboniferous main tectonic and morphological structures. The coal-bearing deposits have undergone repeated wash-outs, resulting in a shortening of the section and a significant decrease in the volume of the productive part of the coal formation.There is a graphic representation of the change dynamics in the location of crystalline basement surface at different stages of tectonic formation of sedimentary thickness of the basin, whose inclination was different. Practical significance. The conducted research determined stage-by-stage geodynamic development of the territory of the Lviv-Volyn Basin. Five distinct stages can be identified in the formation of coal-bearing deposits, from their origin to their eventual erosion. These stages reflect the unique features of coal formation and geodynamic processes. The geological map of the Pre-Mesozoic deposits of the carboniferous coal-bearing megaformation in the Lviv-Lublin Basin provides insight into the geological structure of the Lviv-Volyn and Lublin Basins, highlighting both similarities and differences. These findings contribute to our understanding of the formation processes of Carboniferous coal-bearing formation in the Lviv-Volyn Basin. They also expand our knowledge of coal distribution, coal seam morphology, and coal thickness structure, which can be used to compare with coal-bearing formations in other basins.