авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

Закономерности размещения и прогноз месторождений полезных ископаемых на основе модели блоковой складчатости

-- [ Страница 4 ] --

- величина напряжений сжатия закономерно возрастает, вплоть до образования стресс-минералов, например, таких как дистен, ставролит и др. Превышение латерального градиента давлений над вертикальным отмечается в обрамлении некоторых куполовидных структур Прибайкалья [Васильев и др., 1999]. Вокруг растущей куполовидной структуры, имеющей глубинный корень, возникает сложное поле напряжений, хорошо изученное экспериментально [Гзовский, 1975 и др.]. Траектории векторов одних главных касательных напряжений по восстанию выполаживаются, образуя дуги над куполовидной структурой (рис. 7, цифра 2), других, напротив, по восстанию закономерно приобретают крутой уклон (цифра 3). Первые из них ориентированы по касательной к поверхности ядра структуры, а вторые – по нормали к ней. Движение материала указано полустрелками. Вдоль траекторий сдвиговых напряжений (цифра 2) активным является лежачий бок, и материал нагнетается в надкупольное пространство, препятствуя движению ядра куполовидной структуры вверх. Вдоль траекторий сдвиговых напряжений другого направления - активным является висячий бок, что дает возможность ядру структуры разрастаться в горизонтальном направлении (рис. 6, б) и структура приобретает форму груши или гриба. Вдоль траекторий главных касательных напряжений возникают участки локализованных сдвигов, которые можно принять за надвиги или сбросы («аркогенный тип надвигов» В.Н Даниловича [1963]).

Ядра куполовидных структур в блоках положительного изгиба коры обычно представлены массивами гранито-гнейсов, которые часто отождествляются с поднятиями фундамента. А.В. Синцов [2001] предполагает, что «Купола формировались… под влиянием двух основных факторов: выжимания раздробленных образований фундамента в зоны разломов под воздействием тектонических напряжений и поступления в эти зоны горячих, насыщенных летучими трансмагматических растворов. Главным был первый процесс (диапиризм), а второй приводил к разуплотнению выжимаемых пород, снижению их вязкости, чем облегчалось выжимание, а также к гранитизации и метаморфизму перекрывающих фундамент отложений» (С. 53, курсив А.К.). Схожую форму имеют гранито-гнейсовые (мигматитовые) массивы Гренландии [Структурная геология…, 1999], Ларинский купол на Ю. Урале [Чесноков, 1966], Шумихинский купол на Ср. Урале [Кейльман, 1974] и другие. На рис. 2 показано, что кора в блоке положительного изгиба утолщается за счет зоны сжатия: нижней (пластичной) коры и нижней части верхней (упругой) коры, обычно отождествляемой с «гранито-гнейсовым» слоем. Поэтому появление гранито-гнейсов в верхней части коры вполне естественно.

Большую роль здесь играют метаморфические и метасоматические процессы. Их развитию весьма способствует наличие больших вертикальных и латеральных градиентов температур и давлений. Гранитизация и дебазификация являются наиболее важными и самыми распространенными метасоматическими процессами данного этапа. С ними связан вынос в околокупольное пространство ряда рудных и нерудных компонентов (Fe, Au, Si, Mg и др.). В ядрах куполовидных структур накапливаются флюиды, обогащенные легколетучими элементами (Be, Li, Sn, Ta, Nb и др.). Над купольными структурами образуются крутопадающие трещины растяжения, заполняемые кварцем. На прогрессивном этапе процесса жилы кварца испытывают деформации, прогрессивный метаморфизм и перекристаллизацию, с образованием месторождений гранулированного кварца.

Снятие тектонических напряжений переводит систему в регрессивный этап. Исчезает НП. В ядрах куполовидных структур и в зоне сжатия падает всестороннее давление, что может сопровождаться возникновением анатектических гранитов. Большой запас тепловой и химической энергии обеспечивает длительное функционирование пневматолито-гидротермальной системы. Расплавы, наиболее богатые летучими формируют дайковый комплекс гранитов и пегматитов (с редкометальной, слюдяной, кварцевой и самоцветной минерализацией), приуроченный к трещинам отрыва и скалывания в межкупольных структурах, возникших на прогрессивном этапе. В надкупольном пространстве формируется кварцево-жильное поле с горным хрусталем. Имеют место альбитизация и грейзенизация, гидротермально-жильное заполнение трещинно-пустотного пространства, эволюционирующие в процессе длительной посттектонической релаксации системы. Таким образом, блоки положительного изгиба специализированы на нерудные полезные ископаемые, золото, редкие элементы.

В качестве примера блока положительного изгиба в коллизионно-складчатом поясе (на материалах Г.А. Кейльмана, В.Б. Болтырова, В.Н. Огородникова, Г.Б. Ферштатера и др., и авторских) рассмотрен Кочкарский антиклинорий (Ю. Урал), сложенный одноименным метаморфическим комплексом. В строении антиклинория участвуют фаунистически охарактеризованные визейские известняки. Смежные синклинорные зоны сложены вулканогенно-осадочными толщами силур-девонского возраста. Границы структуры тектонические, с надвиговой кинематикой, падающие под смежные структуры. В блоке выделяются несколько гранито-гнейсовых массивов, имеющих куполовидную структуру и являющихся центрами зонального метаморфизма. Среди гранито-гнейсовых массивов известны небольшие тела пегматитов и редкие жилы кварца. Околокупольное пространство характеризуется повышенным содержанием золота, рубин-шпинелевой минерализацией в мраморах, флюоритом, розовым топазом, хризобериллом, полями редкометальных пегматитов с драгоценными камнями. Здесь известны два крупных месторождения золота (Кочкарское и Светлинское), приуроченные к границам структуры, Светлинское месторождение горного хрусталя и одноименное пегматитовое поле с редкометальной и самоцветной минерализацией. В метаморфическом обрамлении имеются ставролит- и кианитсодержащие сланцы. Изучение взаимоотношений между различными образованиями и анализ имеющегося материала позволили наметить схему становления и эволюции данного комплекса, с позиций модели блоковой складчатости (рис. 8).

Заложение надвигов (D3) привело к опусканию блока и появлению терригенно-карбонатных отложений (D3-С1). Изгиб вызвал деформации сжатия в нижней части сиалической коры, ее разогрев и движение флюидов вверх, формирование термальных куполов и ранний метаморфизм низких давлений пород верхней части коры (С1-2). Максимальный разогрев достигается на границе верхней и нижней коры, что сопровождается плавлением пород и становлением трещинных интрузий, преимущественно в зонах надвигов (Коелгинский и Пластовский массивы гранодиоритов и плагиогранитов). В зоне сжатия протекает высокобарический метаморфизм, сопровождаемый гранитизацией пород. Разогретый пластичный материал, в условиях прямого градиента, образует направленные вверх потоки, приуроченные к термальным куполам. Формируются куполовидные структуры и зональный метаморфический комплекс (С2-Р1). На границе С2-Р1 исчезают внешние тектонические силы, и наступает регрессивный этап. Падение давления в ядрах купольных структур сопровождается появлением анатектических гранитов. В околокупольном пространстве происходит становление дайкового комплекса, в т.ч. пегматитов (Светлинское пегматитовое поле). Породы надкупольного пространства испытывают гидротермально-метасоматические преобразования, связанные с потерей летучих компонентов породами ядра купольной структуры (рис. 9).

Рис. 8. Схема развития геологических процессов в Кочкарском блоке в позднепалеозойское время 1 – вулканогенно-садочные палеозойские от-ложения; 2 – сиалический фундамент; 3 – нижняя кора, предположительно основного и ультраосновного состава; 4 – морской бассейн (на рис. б), мраморы (на рис. д); 5 – термогра-диентное поле, созданное деформациями ко-ры; 6 – то же, для вулканогенно-осадочного комплекса; 7 – трещинные интрузии грано-диоритов и плагиогранитов, связанные с пере-гревом пород на границе верхней и нижней коры; 8 – кристаллические сланцы и амфибо-литы метаморфического обрамления куполо-видных структур; 9 – анатектические грани-ты; 10 – нижнекаменноугольные карбонатно-терригенные отложения. Цифры на рисунке: 1 – тектонические нару-шения с надвиговой кинематикой; 2 – вра-щающие моменты; 3 – примерное положение нейтральной поверхности в блоке положи-тельного изгиба; 4 – депрессия, занятая морским бассейном, образованная в результа-те задавливания блока вниз; 5 – термальные купола; 6 – трещинные интрузии ранних гра-нитоидов; 7 – тектонические потоки разогре-тых пород; 8 – фронт разрастающихся ядер куполовидных структур; 9 – поверхность гранито-гнейсовых массивов.

Рис. (а-г) отражают прогрессивный этап процесса, рис. (д) показывает переход к регрессивному этапу.

 Модель обра-зования Светлинской куполовидной струк-туры и металлогения ее-10 Рис. 9. Модель обра-зования Светлинской куполовидной струк-туры и металлогения ее обрамления 1 – гранитогнейсовый разо-гретый пластичный мате-риал и направление его движения на прогрес-сивном этапе; 2 – кристал-лические сланцы; 3 – мраморы; 4 - тектонические

брекчии; 5 – вулканогенно-осадочные породы; 6 – условия доминирующего сжатия или растяжения; 7 – простой сдвиг с активной доминантой (а) и комбинация простых сдвигов с активными доминантами (б); 8 – кварцевые жилы (а), дайки гранитов и пегматитов (б); 9 – тектоническая граница между блоками положительного и отрицательного изгибов с кинематикой надвига (большая полустрелка) и локальным сдвиговым течением пород (маленькая полустрелка); 10 – направление вращения: а – тектонической границы, б – кварцевой жилы; 11 – локализованный сдвиг (тектонический срыв) и направление доминирующего смещения; 12 – зона осевого горизонтального растяжения. Горизонтальная линия – современный эрозионный срез.

Происходит гидротермально-жильное заполнение трещинно-пустотного пространства и формирование Светлинского месторождения горного хрусталя. Интенсивная гидротермальная деятельность осуществляется в зоне надвига. Этому способствует сильная тектоническая нарушенность пород зоны, и латеральное градиентное температурное поле. Рудные элементы, вынесенные в околокупольное пространство процессами гранитизации, испытывают повторную мобилизацию и перераспределение. Часть рудного материала по зонам надвига поступает из нижней коры и верхней мантии. В термоградиентном (околокупольном) поле происходит длительная циркуляция смешанных (метеорных, метаморфогенных и ювенильных) вод. Зоны надвигов являются наиболее перспективными на рудные месторождения золота и редких металлов. Именно к такой зоне приурочено Светлинское месторождение золота (рис. 9).

Таким образом, первичная мобилизация рудного вещества и его отложение в околокупольном пространстве вызвана процессами высокобарического метаморфизма, осушения и гранитизации коры на прогрессивном этапе процесса, в условиях действия прямого градиента стрессовых напряжений. Вторичная его мобилизация и формирование промышленных концентраций происходит в результате длительной релаксации энергонасыщенной системы. Прогрессивный этап процесса в Кочкарском антиклинории совпадает по времени с позднепалеозойской уральской коллизией, а регрессивный этап – с постколлизионной релаксацией. В диссертации приводятся также результаты исследований по Суундукскому и Мурзинско-Адуйскому антиклинориям Урала, характеризующихся близким геологическим строением, минерагенией и возрастными датировками.

3. Минерагения блоков отрицательного изгиба имеет рудную направленность, которая определяется вещественным составом коры и действием обратного (запирающего) градиента стрессовых напряжений.

В блоке отрицательного изгиба условия сжатия реализуются выше НП, а ниже ее возникают условия растяжения (рис. 3, 6). Максимальные стрессовые напряжения приходятся на область повышенной трещиноватости пород, с низкими литостатическим давлением и температурами. В данных условиях резко преобладают хрупкие деформации горных пород. Сдвиговые деформации начинаются по трещинам всех направлений задолго до того, как сжимающие напряжения достигнут максимально возможной величины. В связи с этим здесь имеет место вертикальная зональность деформации пород, зависящая от литостатического давления. Расчеты показывают (в диссертации), что на глубине 0,5 км сдвиги по трещинам начнутся при напряжениях сжатия около 30 МПа (0,3 кбар), а на глубине 5 км составят порядка 300 МПа (3 кбар). Таким образом, на верхних горизонтах земной коры напряжения сжатия, вызванные изгибом, могут сниматься посредством смещений по трещинам разного ранга. Мощность этой зоны зависит от конкретных условий и, вероятно, лежит в пределах 1-2 км. Горизонтальному ее укорочению препятствий нет, поскольку она имеет возможность пропорционально утолщаться в сторону дневной поверхности. Напряжения сжатия легко снимаются хрупкими деформациями и сдвигами по трещинам, с образованием площадной зоны брекчий, мегабрекчий, пологих надвигов и взбросов. Только наиболее пластичные, в данных условиях, породы (эвапориты, глинистые сланцы, мергели и частично некоторые известняки) могут сминаться в мелкие складки.

С глубиной, с ростом литостатического давления возможность брекчирования пород быстро теряется. Главную роль при этом играет обратный (запирающий) градиент горизонтального стресса. Напряжения и деформации прямо пропорциональны расстоянию до НП. Соответственно, каждый вышележащий слой должен сократиться в горизонтальных размерах несколько больше подстилающего слоя, создавая ему дополнительные препятствия для увеличения толщины. Это и есть действие обратного градиента, который всегда носит «запирающий» характер. Напряжения при изгибе объемные. Для обеспечения образования мелкой складчатости в этих условиях вполне достаточно понятия «слоистая среда», поскольку нет потребности в передаче напряжений на расстояние через «компетентные» слои. Напряжения горизонтального сжатия изгиба распространяются вплоть до НП. Следовательно, мелкая складчатость с глубиной исчезает. Зону данных пликативных деформаций можно назвать зоной бескорневой складчатости. Зона сжатия (как процесса) продольного отрицательного изгиба - это область дифференцированного и закономерного изменение геометрии объема хрупкого тела в градиентном поле напряжений. По латерали блок граничит с зоной горизонтального растяжения блока положительного изгиба. Зона надвига (сдвига в физическом смысле) является одновременно и поверхностью смены знаков напряжения. Соответственно по латерали величина напряжений сжатия изменяется, и достигает максимума в осевой части блока. Подобная картина распределения напряжений при продольном синусоидальном изгибе была получена экспериментально [Бондаренко, Лучицкий, 1969] и автором (рис. 5).

На рис. 10 показаны траектории векторов главных касательных напряжений, которые в верхней части блока отрицательного изгиба образуют клиновидные формы, выжимаемые вверх. Два главных сжимающих нормальных напряжения обусловлены весом пород и градиентным полем стрессовых напряжений. Максимальная разница по абсолютной величине между ними достигается вблизи дневной поверхности. Следовательно, величина касательных напряжений здесь больше, чем на глубине, где на НП они падают до нуля. Максимальные амплитуды смещений по трещинам будут вверху, а минимальные внизу. Все смещения характеризуются надвиговым характером. Следовательно, трещины встречного падения образуют тектонические клинья, выжимаемые вверх. Осевой тектонический клин (клинья) является самым крупным и глубоким, с остриём вблизи НП. В процессе изгиба плиты он образует горст (систему горстов, осевое поднятие, антиклинальное вздутие). Тектонический клин не полностью подчиняется влиянию обратного градиента и способен частично решить проблему свободного пространства. Выжимание тектонического клина вверх в значительной степени снимает напряжения во всей области зоны сжатия изгиба. Угол основания клина вначале составляет более 900, но в процессе развития изгиба и выжимания

Рис. 10. Блок отрицательного изгиба: общий вид, с качественной эпюрой напряжений (а); векторы главных касательных напряжений (б); структурный рисунок, образуемый разрывными нарушениями, указанием их кинематики (в); здесь же показаны эллипсы мгновенной деформации; ниже (г) показана эволюция эллипсов мгновенной деформации в сложном градиентном поле напряжений разных участков блока Условные обозначения (для рис. г): 1 – доминирующий простой сдвиг в градиентном поле напряжений; 2 – то же, второстепенный; 3 – чистый сдвиг доминирующий; 4 – то же, второстепенный. Пояснения в тексте


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.