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 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

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

-- [ Страница 5 ] --

клина вверх, он непрерывно уменьшается. Верхняя часть клина в рельефе приподнята и испытывает гравитационное растяжение, а сам клин постепенно приобретает грибообразную форму. В нем действуют те же касательные напряжения, которые делят его на многоуровневую систему клиновидных блоков. Тектонический клин испытывает горизонтальное сжатие и вертикальное растяжение, с образованием горизонтальных трещин отрыва и горизонтальных зон брекчирования.

Одним из первых на осевые тектонические поднятия в прогибах обратил внимание А.В. Пейве [1945], при изучении Тагильского прогиба на Урале. Он отметил также, что к ним приурочены магматические интрузии и различные рудные месторождения. Происхождение данного осевого тектонического клина объясняется горизонтальным сжатием [Алейников и др., 1993].

Метаморфизм зоны сжатия. С глубиной, с ростом всестороннего давления и температуры, а также уменьшения скорости деформаций способность пород к хрупко-пластическим и пластическим деформациям возрастает. Накопление флюидов, запертых обратным градиентом, также способствует росту пластичности пород. В результате образуется бескорневая складчатость. Особенно сильно это должно быть проявлено в окружении острия тектонического клина. Часть механической энергии сжатия трансформируется в тепловую энергию, вызывая разогрев пород и нарушение температурного баланса. Это тепло, совместно со стрессовым давлением, может быть причиной регионального метаморфизма пород, достигающего зеленосланцевой фации. Локальный подъем температуры за счет тектонической энергии сжатия дополнительно повышает и пластичность пород, но тектонические потоки при этом не возникают. Объясняется это действием обратного градиента, препятствующего отжиманию пластичного материала на верхние горизонты, а отжиманию его вниз препятствует рост всестороннего давления и проблема свободного пространства. Поэтому пликативная складчатость здесь может быть крайне сложной.

Зона растяжения. Ниже НП реализуются условия растяжения, при повышенных температурах среды и относительно высокой литостатической нагрузки. Главное сжимающее нормальное напряжение ориентировано вертикально и обусловлено литостатическим давлением, максимальное значение которого достигается в подошве коры. Деформации растяжения здесь носят хрупко-пластический и пластический характер. Это значит, что крупные локализованные трещины растяжения не возникают, а зона растяжения утоняется пропорционально величине растягивающих напряжений.

Метаморфизм пород зоны растяжения. Хрупко-пластические и пластические деформации в зоне растяжения сопровождаются повышенным выделением тепловой энергии, что вызывает разогрев пород. Снижение всестороннего давления и повышение температуры дестабилизирует систему, и может привести к зеленокаменному метаморфизму пород. В подошве упругой коры метаморфизм пород может достигать эпидот-амфиболитовой фации, а, возможно, и амфиболитовой фации пониженных давлений. С учетом данных по распределению температур в земной коре [Моисеенко, Смыслов, 1986; Kukkonen et al., 1997 и др.] это представляется вполне реальным. Кроме того, надо принять во внимание действие обратного градиента, запрещающего подъем ювенильных вод и флюидов, т.е. перекрывающий конвективный (наиболее эффективный) механизм отвода тепла (рис. 6). Это ведет к накоплению тепловой энергии поступающей из мантии и энергии тектонического происхождения. Возможно, что обратный градиент играет главную роль в разогреве пород зоны растяжения данного блока.

Нижняя кора также испытывает горизонтальное растяжение, пластически деформируется и разогревается. Толщина ее несколько уменьшается, а граница Мохо смещается вверх. Породы нижней коры испытывают метаморфические преобразования в условиях роста температуры и снижения всестороннего давления, т.е. плотность их понижается. В этих условиях весьма вероятны реакции гидратации. Снижение всестороннего давления способствует обособлению флюидной фазы, а рост температуры вызывает повышение флюидного давления. Обратный градиент удерживает флюиды на глубине, что ведет к их перегреву и обогащению рудным веществом (хлорофильными, халькофильными, сидерофильными элементами) [Бушляков, Холоднов, 2002].

Хотя разогрев пород в зоне растяжения блока отрицательного изгиба за счет тектонического фактора менее значительный, чем в блоке положительного изгиба, тем не менее, здесь высока вероятность возникновения магматических очагов. Объясняется это действием обратного градиента и аккумуляцией тепловой энергии. В этих условиях можно ожидать значительный рост температур и возникновение «запертых» магматических очагов. При сильном перегреве магмы или временном ослаблении стрессовых напряжений, происходит прорыв магматического расплава в горстовую структуру. Этот процесс может повториться неоднократно, в результате чего формируются многофазные бескорневые малые интрузии и кольцевые дайки (рис. 3, 6). Плавлению могут подвергаться породы различного состава, оказавшиеся в области наиболее сильного разогрева, с образованием различных гибридных расплавов, ассимилировавших вмещающие породы. Ограниченные по массе и запасам тепла, находящиеся в относительном равновесии по давлению с окружающими породами и лишенные глубинного корня, эти интрузии не вызывают сколько-либо значительного метаморфизма вмещающих пород на верхних горизонтах, за исключением контактового (образование контактовых роговиков и скарнов, в т.ч. рудоносных). Таким образом, и в блоке отрицательного изгиба возникает резко метастабильная ситуация, но иного характера, релаксация которой осуществляется другими механизмами. Обогащение рудным веществом магматических расплавов и рудоносных флюидов осуществляется за счет пород окружения и за счет рудного вещества поступающего из нижней коры и верхней мантии. Принимая во внимание принцип унаследованности, следует считать, что в разрез блока могут входить мощные толщи терригенно-осадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород, погребенные рудные месторождения, что сказывается на его рудной специализации.

При переходе системы к регрессивному этапу (рис. 6б) обратный градиент исчезает. В верхней части коры открываются трещины. Зона брекчий, мегабрекчий и объемной трещиноватости, становится благоприятной для циркуляции метеорных и захороненных морских вод. В нижней части блока возрастает всестороннее давление. Появляется прямой градиент напряжений, связанный с литостатической нагрузкой. Магматические очаги получают возможность полностью разгрузиться, путем образования бескорневых интрузий (или дайкового поля) в области осевого тектонического клина. Появляется возможность вертикальной миграции рудоносных флюидов. Давление перегретого флюида может превышать литостатическое давление, что вызывает образование гидроразрывов, брекчирование и диспергирование пород по фронту их движения. В результате формируются трубчатые и дайковые тела рудных брекчий, иногда называемые эксплозивными [Фогельман, 1969; Невский, Фролов, 1985; Ваганов и др., 1985 и др.], флюидизационными, флюидизированными [Cloos, 1941; Рейнольдс, 1954; Туговик, 1974; Голубева, Махлаев, 1994; Голубева, 2003; Чайковский, 2001, 2002 и др.], гидроструктурами [Старостин, 1988]. Такие брекчии часто содержат в той или иной степени окатанный материал, что делает их порой неотличимыми от конгломератов. Специфику оруденения брекчий определяет вещественный состав коры в области формирования и циркуляции «запертых» рудоносных флюидов, и дестабилизированная верхняя мантия. Менее перегретые флюиды и флюиды небольших резервуаров перемещаться с глубоких горизонтов вверх могут посредством расклинивания субвертикальных трещин [Жатнуев, 1995]. Все эти флюиды обеспечивают длительную гидротермальную деятельность регрессивного этапа в блоке отрицательного изгиба коры.

Перемещение вверх магматического расплава и перегретых флюидов переносит на верхние горизонты коры и часть тепловой энергии, что вызывает здесь метаморфические преобразования пород, возможно, даже более интенсивные, чем на прогрессивном этапе, но неравномерные, проявленные только на пути движения теплоносителей. Метаморфизм пород протекает при активном участии флюидов. На карбонатные породы накладываются скарновые процессы (инфильтрационные скарны). Наиболее крупные трещины скалывания играют роль рудоподводящих каналов. В зоне объемной трещиноватости, брекчирования и мегабрекчирования происходит смешение глубинных флюидов с метеорными и морскими захороненными водами, их резкое охлаждение, изменение рН среды и окислительно-востановительного потенциала, рудоотложение в трещинно-пустотном пространстве. Большое развитие получают жильные образования различного минерального состава. Часть рудного вещества переносится и малыми интрузиями. Перенесенная ими тепловая энергия создает локальные контрастные температурные аномалии и усиленную циркуляцию смешанных вод. При охлаждении массивов образуется дополнительное трещинно-пустотное пространство, благоприятное для рудоотложения. Регрессивный этап в блоке отрицательного изгиба является ответственным за рудообразование.

Структурообразующая роль блока отрицательного изгиба изучалась и экспериментально (рис. 11). Данный эксперимент не полностью соответствует блоковой складчатости, поскольку здесь НП зафиксирована пластиковой полоской в

Рис.
11. Эксперимент по изучению структуро-подготовительной роли зоны сжатия блока отрицательного изгиба на глинистых песках в стеклянной кювете: исходное положение (а), деформации при кривизне изгиба 100 (б), 180 (в) и 300 (г). Лежачие бока надвигов представлены деревянными брусками, скрепленные в основании с пластиковой полоской, выполняющей роль НП. Цифры с указателями: 1 – надвиг; 2 – дуплексы скалывания; 3 – зона сдвига; 4 – отслоения; 5 – мегабрекчирование; 6 – взброс. На раннем этапе (б) образовались надвиг, дуплексы скалывания, антиклинальное поднятие, зона мегабрекчирования и глубинная зона сдвига, которая позднее локализовалась в другую надвиговую зону (в, г). В ее висячем боку образовались дуплексы скалывания, а верхняя часть осложнилась взбросом и антиклинальным поднятием. В характере разрывных деформаций хорошо отражена структуроподготовительная роль блока отрицательного изгиба: формирование рудоподводящих и рудораспределительных каналов, и образование трещинно-пустотного пространства.

основании блока. В реальной ситуации НП виртуальная и столь значительного прогибания слоев не будет. Чтобы представить такую блоковую складчатость, надо мысленно приподнять правую часть рис. 10б-г почти до горизонтального положения модели, не меняя положение бокового упора. Это увеличит амплитуды смещений по имеющимся трещинам, количество трещин в осевой части и создаст здесь поднятие, но не изменит общий стиль деформаций. Наиболее крупные трещины, достигающие НП, играют роль рудоподводящих каналов. Оперяющие их трещины скалывания служат рудораспределительными каналами, а трещины растяжения, отслоения, зоны брекчирования и мегабрекчирования - благоприятны для рудоотложения.

На рис. 12 и 13 показан субширотный сейсмический профиль через блок отрицательного изгиба (по Соколову и др., 1993) и тектонические клинья, контролирующие рудные тела Zn-Cu сульфидного Сафьяновского месторождения, Средний Урал (сравните с рис. 3, 6, 10 и 11). Предыдущими исследователями, по результатам исследований разведочных скважин, месторождение было отнесено к колчеданному типу, находящемуся в клипе ретрошарьяжа и перемещенному к востоку на 100-130 км [Язева и др., 1992 и др.]. Вмещающие породы датируются D2-3. Время рудообразования оценивается D2-C1. На сейсмическом профиле, пересекающем структуру несколько севернее месторождения, отчетливо виден

Рис. 12. Фрагмент Черноисточинского профиля МОВ (по [Соколов и др., 1993], в интерпретации автора, с упрощениями) Условные обозначения: 1 – Мурзинско-Адуйский гранито-гнейсовый комплекс (блок положительного изгиба); 2 – зона надвига; 3 – дуплексы скалывания с надвиговой кинематикой; 4 – тектонический клин; 5 – отражающие площадки. Сокращения: М.-А.К. – Мурзинско-Адуйский комплекс; СФЗ – структурно-формационная зона Рис. 13. Тектонические клинья в северо-западном борту Сафьяновского карьера. Высота изображенного участка 100 м. Крупный клин состоит из множества мелких клиньев. Верхняя часть многих клиньев завершается пологими зонами брекчирования. Виден тектонический контроль над гидротермально-метасоматическими процессами (осветленные участки).

осевой тектонический клин, состоящий из более мелких клиньев. В глубинной структуре коры ретрошарьяж не проявлен: падающие на запад отражающие площадки упираются в зону надвига восточного падения. В борту Сафьяновского карьера (глубина 120 м), также видна система тектонических клиньев, образованных трещинами скалывания с взбросовой кинематикой. Месторождение расположено в висячем боку Восточного разлома, имеющего западное падение под углом 60-700. Изучение кинематики разлома показало, что он относится к малоамплитудному взбросу. В лежачем боку взброса рудная минерализация прослеживается в интервале 10-20 м, а в его висячем боку – в интервале 200-300 м.

Породы висячего бока разлома сильно тектонизированы, вплоть до образования брекчий, подверглись глубокой гидротермально-метасоматической переработке (окварцеванию, альбитизации, карбонатизации, серицитизации, хлоритизации и каолинизации) и региональному метаморфизму низких ступеней зеленосланцевой фации. Рудная минерализация приурочена к тектоническим трещинам и цементу брекчий. Рудные тела тектонически не нарушены; руды неметаморфизованые. Под месторождением бурением установлены визейские известняки, что можно объяснить мегабрекчированием. Эти и другие данные позволяют сделать выводы, что зона объемной трещиноватости формировалась в условиях горизонтального сжатия. Время события – поствизейское. Рудоотложение происходило в спокойной тектонической обстановке (посттектонической). Радиологические возраста по серицитам дают два максимума: 350 и 267 млн. лет [Язева и др., 1992], что подтверждает данные выводы. Восточный разлом играл роль рудоподводящего канала, а более мелкие разломы являлись рудораспределительными каналами. Тектонические брекчии и трещинно-пустотное пространство служили рудовмещающими структурами. Режим горизонтального сжатия отвечает позднепалеозойской уральской коллизии, а рудоотложение - постколлизионной релаксации системы. Весь фактический материал по геологии и генезису месторождения непротиворечиво укладывается в модель блоковой складчатости. По генезису, данное месторождение правильнее относить к сульфидному эпитермальному типу. В связи с этим, следует пересмотреть перспективы Восточно-Уральской мегазоны на медные и полиметаллические месторождения данного типа.

На Урале к осевым тектоническим клиньям отрицательных структур (рис. 14) приурочены и многие другие рудные месторождения, например, Магнитогорская и Высокогорская группы железоскарновых месторождений Краснотурьинские медноскарновые месторождения и другие.

 Сейсмичес-кий образ Тагильс-кого прогиба по Черноисточинскому профилю МОВ (по-15 Рис. 14. Сейсмичес-кий образ Тагильс-кого прогиба по Черноисточинскому профилю МОВ (по Соколову и др., 1993, в интерпрета-ции автора)

Надвиги. Границы блоков, представленные тектоническими зонами с надвиговой кинематикой, также играют большую роль в размещении рудных месторождений. Строго говоря, термин «надвиг» не вполне соответствует тектоническим нарушениям, к которым он применен в данной модели. Роль их другая и более сложная. Термин «надвиг» здесь сохранен только для того, чтобы не вводить новый. Кроме того, на геологических, тектонических и структурных картах разрывные нарушения, разделяющие складки коры, картируются как «надвиги» или «сбросы». Возникновение изгибающих моментов вызывает сложные деформации коры и вращение крыльев надвига, всегда направленное на увеличение углов падения плоскости сместителя. Сколь либо значительные вертикальные перемещения по ним запрещены реактивными силами, рассмотренными выше. Зона надвига при блоковой складчатости характеризуется очень сложным полем напряжений и деформаций (рис. 15). Зона лежачего бока надвига представлена зоной смятия, связанного с куполообразованием (рис. 8). Висячий его бок осложнен дуплексами скалывания (рис. 3). На регрессивном этапе процесса зона надвига становится проницаемой для ювенильных флюидов, имеющих рудную специализацию. Поэтому зона надвига и ассоциирующих с ней деформаций коры играет роль и рудоподводящих каналов, и рудовмещающих структур, что показано многими исследователями [Огородников и др., 2004, 2007; Знаменский, 2008 и др.]. В действительности, поле напряжений в зоне надвига еще более сложное, чем показано на рис. 15. Это связано с анизотропией коры, изостазией, термическим расширением, и другими факторами, усложняющими

Рис. 15. Поля напряжений и ха-рактер деформаций в зоне над-вига при блоковой складчатости 1 – НП; 2 – направление смещений в плоскости надвига; 3 – растяжение, связанное с изгибом; 4 – горизонталь-ное сжатие/вертикальное растяжение, связанные с изгибом; 5 – направление
вращения плоскости надвига; 6 – напряжения горизонтального сжатия от внешних источников, прояв-ленные только на участке между НП; 7 – простой сдвиг, связанный с надвигом; 8 – простой сдвиг, свя-занный с вращением плоскости надвига; 9 – направление движения пластических потоков; 10 – прос-той сдвиг, связанный с восходящим движением пластических потоков; 11 – простой сдвиг, связанный с внедрением пластических потоков в зону растяжения; 12 – сжатие, того же происхождения; 13 – отно-сительные смещения, связанные с утонением/утолщением зон растяжения/сжатия; 14 – простой сдвиг, связанный с движением вещества в лежачем боку надвига; 15 – простой сдвиг, связанный с изгибом.


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 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.