Рудна наукова школа
Засновником рудної школи, яка особливо енергійно заявила про себе у 1945-1957 рр., був професор Й.І. Танатар – один з визначних лідерів геохімії в 30-ті роки минулого століття. Особливо відомими були його праці з петрогенезу, геохімії та рудоутворення Криворізького залізорудного басейну. Саме ці дослідження в сполучені з підготовкою фахівців слугували витоками творчих досягнень видатних учнів та послідовників Й.І. Танатара – академіків НАН України М.П. Семененко, Я.М. Белєвцева, професора П.М. Каніболоцького, доцента М.О. Доморацького у галузі геології та геохімії залізорудних формацій докембрію, а також теорії матаморфогенного рудоутворення.
У 60-ті та наступні роки минулого століття коло інтересів співробітників НГУ, які вивчали формації докембрію, розширилось і вийшло за межі Кривбасу – спочатку до межі Великого Кривого Рогу, а з 1970 р. і далі – в басейн КМА та головні райони Алданської залізорудної провінції. На цьому етапі досліджень провідна роль належить професору В.М. Кравченку. При активній участі вчених університету були вирішені основні питання геологічної будови, рудоносності та розповсюдження на глибину родовищ Криворізького басейну, Сурсько-Чертомлицького, Білозерського та Приазовського залізорудних районів Українського щита, що суттєво розширило залізорудну базу України.
У перші роки 21–го століття М.В. Рузіною виконано дослідження закономірностей розповсюдження і рудоносності поліхронних метасоматичних формацій, контролюючих зруднення дорогоцінних, рідкісних металів і неметалевої мінеральної сировини у межах Середньопридніпровського блоку Українського щита. В процесі досліджень визначено структурний контроль метасоматичних формацій зонами глибинних розломів, які виділені за даними К.Ф.Тяпкіна в Середньопридніпровсвькому районі. Результати досліджень використані при проведенні прогнозно-пошукових робіт на гідротермальне зруднення, для визначення рівню ерозійного зрізу зруднення і для визначення формаційної приналежності метасоматитів КП «Південукргеологія», ДГЕ «Дніпрогеофізика», ДГП «Укргеофізика», Дніпропетровським відділенням Українського Державного геологорозвідувального Інституту.
Значний вклад науковці НГУ внесли також у дослідження Керченського залізорудного та Нікопольського марганцеворудного басейнів, які виконувалися головним чином з 1946 р. доцентами В.О. Передерієвим, І.М. Беспаловим та співробітниками інших геологічних кафедр. Ці дослідження великою мірою сприяли вивченню геології та оцінці перспектив обох рудоносних басейнів, а також удосконаленню теорії осадового рудоутворення.
В процессі наукових досліджень у 2002 -2008 р І.В. Жильцовою виконано прогнозну оцінку гідротермальної золоторудної мінералізації зеленокам’яних структур Середнього Придніпров’я на основі вивчення регіональних та локальних просторових закономірностей розповсюдження зруденінь золота у зв’язку з системним розміщенням розломів в земній корі.
Наукова школа вугільної геології
Засновником школи вугільної геології НГУ є видатний вчений, член-кореспондент НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор О.З. Широков. Основними напрямками наукових досліджень школи є геологічна будова та умови утворення вугленосних формацій, вугленосність, якість і властивості вугілля, гірничо-геологічні умови розробки вугільних родовищ.
Головним об’єктом досліджень завжди була і залишається вугленосна формація Донецького басейну. Вивчались також формації Дніпровського буровугільного та Львівсько-Волинського кам’яновугільного басейнів, Дніпровсько-Донецької западини, а також інших об’єктів колишнього Радянського Союзу (Південно-Якутський басейн, Ткібулі-Шаорське та Ткварчельське родовища).
У 1963 р. працівниками геологічних кафедр НГУ складено и видано крупні монографії – «Закономірності вугленакопичення на території Західного Донбасу» та «Закономірності вугленакопичення на території Дніпровського буровугільного басейну». У першій книзі викладено результати досліджень стратиграфії, літолого-фаціального складу, тектоніки та вулканізму відкладень нижнього карбону Західного Донбасу, історії геологічного розвитку регіону, петрології і хіміко-технологічної характеристики вугілля, здійснено прогноз властивостей та якості вугілля на глибоких горизонтах Західного Донбасу. У складанні монографії приймали участь: Д.Ф. Алимов, М.О. Лазаренко, П.Г. Несторенко, С.В. Савчук, О.З. Широков. У другій книзі наведено результати дослідження стратиграфії, літології, палеогеографічних умов накопичення вугленосної формації Дніпробасу та її вугленосності, здійснено прогноз вугленосності на недостатньо вивчених площах. У складанні книги приймали участь: О.М. Алексєєв, О.П. Агулов, М.Я. Бариш, О.О. Бельгард, М.О. Доморацький, І.Є. Лескевич, О.З. Широков, В.В. Яговдик.
Багаторічні дослідження вчених НГУ, результати яких були узагальнені у вказаних фундаментальних працях, сприяли підвищенню якості та достовірності геолого-економічної оцінки нових розвідувальних ділянок і шахтних полів Західного Донбасу та Дніпробасу, інтенсивному розвитку вугледобувної промисловості у цих регіонах.
Починаючи з 70-х років минулого століття провідна роль у дослідженнях вугленосних формацій в НГУ належить учням та послідовникам О.З. Широкова, його колишнім аспірантам професорам В.Ю. Забігайло, Ю.М. Нагорному, В.М. Нагорному, В.Ф. Приходченку, доценту І.Л. Сафронову, с.н.с. Ю.І. Білоцерківцю.
В.Ю. Забігайло вивчав нафтогазоносність північно-східної частини Дніпровсько-Донецької западини, співвідношення газоносності кам’яновугільних відкладень Західного Донбасу та Дніпровсько-Донецької западини, умови накопичення викидонебезпечних порід Донбасу, їх мінеральний склад, фізико-механічні та колекторські властивості. Його наукові дослідження полягають в обґрунтуванні принципово нового положення про те, що в прибортовій зоні Дніпровсько-Донецької западини зберігається вугленосність світи С1/3 Західного Донбасу, яка тут містить велику кількість вугільних пластів, а самі пласти мають значну потужність. Він вперше розробив математичну модель природної метаноносності, за допомогою якої були оцінені якісні та кількісні параметри вмісту різних газів, перш за все метану, у вугільних пластах, визначені закономірності змінення вмісту метану в них в залежності від глибини залягання i ступеню метаморфізму вугілля. На снові отриманих кількісних визначень ряду параметрів властивостей та напруженого стану викидонебезпечних порід В.Ю. Забігайло створив оригінальну модель викидонебезпечних геологічних умов i розробив раціональний метод прогнозу викидів порід на глибоких горизонтах Донбасу.
Основні дослідження Ю.М. Нагорного присвячені виявленню закономірностей утворення тектонічних структур Донецького бассейну, ступеню їх впливу на формування найважливіших параметрів вугленосної товщі карбону (потужність, циклічність, літолого-фаціальний склад відкладень, морфологію вугільних пластів та якість вугілля). Внаслідок багатрічних досліджень вугленосної формації Донецького басейну Ю.М. Нагорний встановив цілий ряд нових наукових положень, які мають важливе теоретичне i практичне значення. Полягають вони у наступному. Конседиментаційний розвиток тектонічних форм мав місце в платформній та субплатформній структурно-формаційних зонах Донецького басейну. Кількісне співвідношення конседиментаційних та постседиментаційних тектонічних рухів у створенні складок та розривів різних геотектонічних зон Донецького басейну неоднакове: переважно конседиментаційний розвиток тектонічних форм у платформній зоні, змішаний (конседиментаційний та постседиментаційний) у субплатформній, цілком постседиментаційний в субгеосинклінальній. Постседиментаційний розвиток складок та розривів вугленосної формації відбувався шляхом прямого i оберненого успадкування конседиментаційних форм.
Безпосередніми причинами утворення тектонічних структур Донецького басейну були:
– диференційні переважно вертикальні рухи блоків кристалічного фундаменту;
– загальний тангенціальний стиск шарів карбону, викликаний інверсією прогину;
– пластична течія солі девонських відкладень, які підстеляють вугленосну формацію.
Вплив тектонічних структур на основні параметри вугленосної формації в різних геотектонічних зонах Донецького прогину неоднаковий: дуже суттєвий i повсюдний у платформній, суттєвий, але не повсюдний у субплатформній, несуттєвий у субгеосинклінальній. Залежність основних параметрів вугленосної формації від тектонічних структур складна, не однотипна, в кожному окремому випадку визначалась ступенем впливу тектонічних рухів на палеогеографічні умови осадо- i торфонакопичення, типом наслідування конседиментаційних форм постседиментаційними та їx кількісним співвідношенням.
У якості діагностичних ознак при структурно-формаційному районуванні Донецького та інших глибоких вугленосних прогинів можна використовувати ряд нових показників, таких як час утворення тектонічних форм, їx природа, ступінь впливу на основні параметри вугленосної формації, сумарна амплітуда підняття земної кори на постседиментаційному етапі розвитку прогину.
Головний напрямок досліджень В.М. Нагорного – з’ясування природи існуючих закономірностей регіонального метаморфізму вугілля, а також ролі провідних геологічних факторів (температури, тиску i геологічного часу) у процесах перетворення органічної речовини у вугленосних та нафтогазоносних прогинах. У своїх роботах він довів, що загальні закономірності регіонального метаморфізму вугілля зумовлені головним чином різною глибиною занурення пласта в доінверсійний етап розвитку басейнів складчастого типу. Локальні зміни ступеня метаморфізму вугілля мають місце лише у тектонічних структурах конседиментаційного закладання. Закономірності такої зміни різноманітні і зумовлені характером успадкування конседиментаційних тектонічних форм постседиментаційними. Ним також встановлено, що при постійних термодинамічних умовах процеси регіонального метаморфізму вугільної речовини завершуються протягом не більше 50 млн. років. Інверсія геотектонічного режиму в басейні, яка супроводжується загальним підняттям осадової товщі та значним зниженням її температури, зумовлює припинення процесів вуглефікації. На підставі аналізу фактичного матеріалу доведено, що до інверсії геотектонічного режиму температура i геологічний час можуть у певній мipi замінювати один одного. Дефіцит геологічного часу при цьому компенсується більш високими температурами метаморфізму вугілля. Стосовно ролі статичного тиску було встановлено, що він є фактором, який в цілому сприяє прискоренню процесу регіонального метаморфізму вугільної речовини.
Головний напрямок досліджень В.Ф. Приходченка: – вивчення умов формування, закономірностей розташування і розробка методів прогнозування малоамплітудної тектонічної порушеності вугленосних формацій. Ним встановлені такі закономірності розвитку малоамплітудних розривів у Донецькому басейні:
– різні інтенсивність та кількість етапів тектогенезу в окремих структурно-тектонічних зонах зумовили регіональну закономірність зміни на площі басейну інтенсивності розвитку малоамплітудних розривів. Інтенсивність малоамплітудної розривної порушеності є максимальною на межі між Донбасом та Дніпровсько-Донецькою западиною (борти Кальміус-Торецької та Бахмутської улоговин) і поступово знижується в північно-західному та південно-східному напрямках;
– різноспрямованість дії тектонічних палеонапружень на різних етапах тектогенезу в окремих структурно-тектонічних зонах басейну зумовила регіональні закономірності розвитку типів та систем малоамплітудних розривів. У західній частині басейну мають місце тільки малоамплітудні скиди, в південно-східному напрямку йде закономірне зростання частки малоамплітудних насувів у загальній кількості розривів. Малоамплітудні скиди утворюють системи діагонального (західна та центральна частина басейну), субширотного (південно-західна частина) та субмеридіонального простягання (північна частина); малоамплітудні насуви утворюють системи субширотного (південно-західна та північна частини) та діагонального простягання (південно-західна та центральна частини басейну);
– системи малоамплітудних розривів та більшість великих тектонічних структур Донецького басейну утворилися внаслідок трьох основних етапiв тектогенезу. Під час першого етапу максимальні стискуючі напруження були вертикальними, другого і третього – горизонтальними, спочатку субмеридіональними, пізніше діагональними, спрямованими вздовж осі басейну. Перший етап проявився на території всього басейну, другий – переважно в південно-західній та північній частинах, третій – в північно-західній та центральній частинах; – малоамплітудні розриви вугленосної товщі були сформовані або безпосередньо під впливом регіональних палеонапружень (недорозвинуті великі розриви), або внаслідок їx локального перерозподілу. Перерозподіл регіональних палеонапружень зумовлений yтвopeнням великоамплітудних розривів, формуванням складчастості, неоднорідністю літологічного складу вуглевмісної товщі;
– в окремо взятих структурно-тектонічних зонах басейну формування переважної більшості малоамплітудних порушень відбувалося під, впливом певного типу геологічних факторів. У західній частині басейну формування більшості малоамплітудних розривів пов’язане з дією регіональних загальнобасейнових напружень або з формуванням великоамплітудних диз’юнктивів, у південно-західній частині – з утворенням великоамплітудних розривів переважно поперечного простягання (по відношенню добасейну), в центральній – з такими ж розривами поздовжнього простягання, в північній – з формуванням складчастості.
За результатами досліджень В.Ф. Приходченком розроблені та впроваджені у виробництво на вуглевидобувних підприємствах методи прогнозування малоамплiтудної тектонічної порушеності.
Головні напрямки наукової діяльності І.Л. Сафронова такі:
– вивчення закономірностей вугленакопичення та умов утворення нових для України генетичних типів буровугільних родовищ над соляними штоками і умов їх промислового освоєння та виявлення нових об’єктів для проведення пошуково-оцінювальних робіт (північно-західні околиці Донбасу та південно- східні ДДЗ);
– прогнозування стійкості гірничих виробок за комплексом геолого-геофізичних факторів (Донецький та Львівсько-Волинський басейни, та вугільних родовищ Закавказзя) i вивчення закономірностей вугленакопичення та геолого-економічна оцінка вугленосності карбону за межами промислового Донбасу (південно-східна частина Дніпровсько-Донецької западини).
Внаслідок виконаних досліджень було виявлено 7 нових об’єктів для постановки пошуково-оцінювальних робіт на буре вугілля у південній частині Харківської області, розроблені i впроваджені нові методи прогнозу стійкості гірничих виробок за результатами геолого-геофізичних методів в умовах Донецького, Львівсько-Волинського басейнів та вугільних родовищ Закавказзя, відокремлені структури у південно-східній частині Дніпровсько-Донецької западини, обгрунтована постановка розвідувальних робіт та оцінена вугленосність карбону на цих площах.
В останні роки 20-го та на початку 21-го століття В.Ф. Приходченко, Ю.М. Нагорний та В.М. Нагорний значну увагу приділяють дослідженню газоносності вугільних пластів Донбасу та розробці геологічних критеріїв прогнозування найбільш перспективних ділянок для першочергового видобутку метану.
Основні дослідження В.С. Савчука стосуються головним чином складу та якісті ніжноькарбонового вугілля України і визначення напрямів його раціонального використання. Головним об'єктом досліджень є вугілля Львівсько-Волинського басейну для південно-західної частини якого була визначена ступень метаморфізму, визначен петрографічний склад, встановлена марочна приналежність вугілля, визначена його технологічна і енергетична цінність. Він є автором більш ніж 75 статей та публікацій, монографії та одного авторського свідоцтва.
Ю.І. Білоцерківець (1930-2000), кандидат геолого-мінералогічних наук (1963), працював в НГУ в 1965-1999 рр. спочатку старшим науковим співробітником кафедри історичної геології та палеонтології (1965-1966 рр.), потім завідувачем галузевої науково-дослідної лабораторії вугілля (1966-1975 рр.) та старшим науковим співробітником цієї лабораторії (1975-1999 рр.). Наукові дослідження Ю.І. Білоцерківця охоплюють велике коло проблем вугільної геології, а саме: теплофізичні властивості вугленосних відкладень, геотермічні умови розробки вугільних родовищ на великих глибинах, методика визначення фізико-механічних властивостей порід вугленосних формацій за даними геофізичних досліджень в розвідувальних свердловинах, методика прогнозу стійкості гірничих виробок в залежності від міцності та геологічної характеристики вміщуючих порід, вугленосність карбону на площі Дніпровсько-Донецької западини, геологічні фактори метаморфізму вугілля в Донбасі, природа складчастості глибоких вугленосних прогинів та ін. Переважна більшість вказаних проблем має прикладний характер, тому дослідження Ю.І. Білоцерківця виконувалися в основному за договорами з розвідувальними підприємствами Донецького, Львівсько-Волинського та інших вугільних басейнів, а їх результати негайно впроваджувались у виробництво.
У 80-ті роки минулого століття Н.С. Полякова, котра належить до більш молодого покоління вчених-вугільщиків кафедри, здійснила детальне дослідження геотермічного режиму порід вугленосної формації нижнього карбону на площі Західного Донбасу. В результаті цих робіт були встановлені закономірності та чинники змінення температури порід у вертикальному розрізі і на площі регіону, обґрунтовані причини локального підвищення геотермічного режиму гірничого масиву в його центральній частині. Н.С. Полякова є автором 17 наукових робот та одного учбового посібника.
Засновником наукового напрямку дослідження проблеми промислового використання відходів гірничовидобувного виробництва та охорони довкілля є доктор геолого-мінералогічних наук, професор М.О. Доброгорський. Основні дослідження М.О. Доброгорського стосуються головним чином проблеми утилізації золошлакових відходів спалювання вугілля на підприємствах теплової енергетики. Ним розроблені наукові основи формування у паливних шлаках промислових концентрацій цінних мінералів (корунду, муліту, феросиліцію, карбіду кремнію) та сучасної технології їх видобування, створена методика керування якістю золошлакових відходів з метою їх ефективної утилізації та охорони довкілля.
Засновником наукового напрямку дослідження закономірностей розповсюдження та властивостей технічних гранатів у межах Українського щита в залежності від умов їх утворення є кандидат технічних наук, доцент О.М. Мостика. Роботи з даного наукового напрямку розпочаті декілька років тому. За ці роки О.М. Мостикою вивчені питання розповсюдження рудопроявів гранатів у межах Українського щита, парагенетичні асоціації порід та мінералів, абразивні та сорбційні властивості гранатів із різних гранатвміщуючих порід. В результаті виконаних досліджень встановлено, що геологічні умови їх утворення впливають на парагенетичні асоціації гранатвміщуючих порід та технічні властивості гранатів. Гранати магматичного походження мають високі показники абразивності. Гранати метаморфічного походження є сорбентами токсичних та радіоактивних елементів.
