МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

''Геодинамическая зональность Сорокинской тектонической зоны и некоторые эколого-геологические особенности: (золото-серебрянное оруденение и др.).''

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Особенности методики тектонофизических исследований

1.1 Тектоника и геодинамика Андреевского участка Сорокинской

тектонической зоны Приазовья

1.2 Складчатые структуры и анализ пластических деформаций

2 Анализ хрупких деформаций

2.1 Трещинная тектоника

2.2 Поля деформаций и напряжений

Выводы

Перечень ссылок

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью работы на данном этапе является построение структурно-тектонофизической карты Андреевского участка масштаба 1:5000.Для этого усовершенствована технология электромагнитного, азимутального структурно-геодинамического картирования (СГДК-А) применительно к условиям сплошного развития древних кристаллических пород и проведены полевые работы в масштабе 1:5000.

Тектонофизические исследования выполнены на 15 естественных обнажениях и карьерах, а также в 3-х скважинах. Они

Покрывают площадь 2км. и включают анализ хрупких и пластических деформаций. Всего измерено >100 элементов складчатости (кливаж, линейность, шарниры складок и их крыльев),

229 крупных трещин, 138 зеркал скольжения, построено 20 стереограмм .С помощью специальных компьютерных программ, разработанных на кафедре ПИиЭГ ДонГТУ , ИФЗ РАН и МГРА, составлены схемы тектонических полей деформаций Андреевского участка и прилегающей площади.

1 ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Тектонофизические исследования включают анализ пластических деформаций и кинематический анализ зеркал скольжения (мелких разрывов) в сочетании с традиционными структурными наблюдениями[ 4,5,6] . Целью этих исследований является определение характеристик тектонических полей деформаций и напряжений, вызвавших образование всей совокупности наблюдаемых тектонических разрывов, минеральных жил и структуры в целом, что важно, так как механизм образования структуры определяет основные закономерности рудораспределения.

Исходными данными для этих исследований являются: -ориентировка зеркал скольжения (мелких разрывов с признаками тектонических смещений); - ориентировка штрихов скольжения, наблюдаемых на стенках сместителей и оценка направления относительных перемещений крыльев; - ориентировка и масштабы минеральных жил и прожилков; - ориентировка складчатых структурных элементов (шарниров, линейности, осевой плоскости и др.).

Исходные данные собираются в процессе полевых тектонофизических работ. Они объединяются в группы по 10-20 и более разрывов в соответствии с размещением в однородных структурных доменах для реконструкции в них параметров поля напряжений и деформаций соответствующего домену локального структурного уровня. При этом в каждом локальном участке определяется ориентация осей напряжений и деформаций и значения коэффициента Лодэ-Надаи, характеризующего вид напряженного деформированного состояния массива горных пород.

Теоретические основы и способы реконструкции параметров тектонических полей по совокупности упомянутых исходных данных обоснован в работах М.В.Гзовского [ 4] , О.И.Гущенко, В.В.Степанова и др. [ 5] . В ДонГТУ также предложена методика реконструкции наложенных, разновозрастных полей напряжений и использование ее при изучении структур гидротермальных, в том числе золоторудных месторождений.

Определение осей главных нормальных напряжений и деформаций локального уровня сводится к решению систем уравнений типа Р*m=0; и Р*t>0; записанных для всей совокупности разрывов данного локального объема массива горных пород (где Р - единичный вектор напряжений, n - единичный вектор внешней нормали разрыва, t – вектор перемещения висячего крыла разрыва). Решение простых задач может осуществляться на стереографической проекции. В данной работе использовались компьютерные программы, разработанные на кафедре ПииЭГ ДонГТУ, ИФЗ РАН и Московской Геолого-Разведочной Академии.

Главной особенностью тектонофизических исследований на Андреевском участке является крайне плохая обнаженность массива горных пород. Это обусловило необходимость поиска геологических обнажений на прилегающих площадях, а также проведение наблюдений по керну разведочных скважин. Плохая сохранность керна существенно затрудняет эти работы и может быть источником ошибок.

1.1 Тектоника и геодинамика Андреевского участка Сорокинской зоны Приазовья

Основной структурой Андреевского участка в пределах Сорокинского трога являются две крупные складки, достаточно хорошо обрисовываемые, по данным карты магнитных аномалий и разведочного бурения, пачкой железистых кварцитов. По данным полевых наблюдений ориентации главных кливажных структур и линейности шарниры этих складок направлены по азимуту 140-160 град. и наклонены под углом 50-70 град. к горизонту. Крылья складок круто наклонены к запад-юго-западу под углами 60-80 град. к горизонту.

Тектонические разрывы на Андреевской площади группируются в 3 системы: субширотную и две диагональные. Наиболее крупный протяженный разрыв имеет северо-западное простирание и ограничивает Сорокинский трог с юго-запада. Северо-восточный борт трога выражен в тектоническом отношении не отчетливо. Субширотные и диагональные разрывы многочисленны и относятся к структурам более высокого порядка. Исключением является крупный диагональный разрыв в промежутке скважин № 80-91 и 21-96.

В результате выполненных работ способом СГДК-А удалось получить дополнительные данные, уточняющие имевшиеся представления о тектонике изучаемой площади.

Таким образом, по результатам полевых работ, достаточно уверенно фиксируются краевые разломы, ограничивающие Сорокинский трог, а также выделяется серия разломов второго порядка, формирующих внутреннюю его структуру. Наиболее крупный поперечный разрыв хорошо совпадает с диагональным разрывом северо-восточного простирания в районе скважин № 58-95 и 80-91, разделяющий Андреевский участок на два блока с различным типом поля тектонических деформаций.

1.2 Складчатые структуры и анализ пластических деформаций

Анализ складчатости позволяет выделить три основных структурных парагенезиса и соответствующих этапа формирования структуры Андреевского участка.

Первый этап начинается заложением трога (азимут простирания 330-340 град.) и накоплением в его пределах осадочно-вулканогенной толщи. Завершается образованием складчатости, внедрением массивов плагиогранитов и гранодиоритов с комплексом субпродольных жильных форм (аплит-пегматитовых жил) и интенсивным метаморфизмом всей толщи.

Второй структурный парагенезис представлен коническими складками, флексурами северо-восточной и субширотной ориентировки. Этот этап соответствует упруго-пластическим условиям деформирования.

В третий этап сформировался окончательный облик складчатой структуры участка. Важное значение на данном этапе играли сдвиговые подвижки по краевым разломам.

2 АНАЛИЗ ХРУПКИХ ДЕФОРМАЦИЙ

2.1 Трещинная тектоника

Среди многочисленных трещин, рассекающих различные горные породы, преобладают вертикальные субмеридиональные и субширотные ориентировки. Достаточно распространены также субгоризонтальные и разноориентированные системы трещин.

Прототектонические трещины гранодиоритовых массивов представлены субгоризонтальными трещинами, а также двумя ортогональными системами СЗ и СВ простирания.

На стереограммах зеркал скольжений в изолиниях плотности полюсов, как в обнажениях, так и в скважинах наиболее развиты системы, совпадающие с кливажом (азимут падения 240град., угол падения 70град.) и почти перпендикулярны к ним пологие подвороты (азимут падения 40-90град., угол падения 20-50град.). Зеркала скольжения стремятся формировать два основных пояса: 1-й – вдоль простирания Сорокинской зоны (ось пояса перпендикулярна к кливажу) и 2-й – перпендикулярный к простиранию Сорокинской зоны (ось пояса почти горизонтальна и вытянута вдоль зоны).

ε

2.2 Поля деформаций и напряжений

На схеме тектонического поля суммарных упруго-пластических деформаций Андреевского участка четко выделяются СЗ и ЮВ блоки. Границей этих блоков является крупный тектонический разрыв северо-восточного простирания.

К северо-западу от скважины № 58-95 определяется сбросо-сдвиговый тип поля суммарных хрупких деформаций. Направление длинной оси эллипсоида деформации – оси ε1 (растяжение) ориентировано здесь по азимуту 30-50град., угол 10град., короткой оси ε3 (сжатие) по азимуту 290-310град., угол 40-50град.

В юго-восточной части участка преобладает взбросовый тип поля деформаций. Ориентировка оси ε1 – субвертикальна, а ε3 – субгоризонтальна и вытянута вдоль простирания Сорокинской зоны. Условия растяжения (коэффициент Лодэ-Надаи =-0.2) определяются в районе скважины № 58-95.

ВЫВОДЫ

По полученным сведениям перспективными условиями рудолокализации Андреевского участка являются:

·       блоки, расположенные на пересечении зон СГДК-А, обеспечивающие максимальную проницаемость массива горных пород;

·       блоки, в пределах которых проявлен сбросо-сдвиговый тип поля суммарных хрупких деформаций и общие условия растяжения (отрицательные значения коэффициента Лодэ-Надаи);

·       шарнирные части складок с крутонаклонными шарнирами и флексурные изгибы, сложенные пачкой железистых кварцитов.

Данным условиям наиболее полно соответствует блок между буровыми скважинами № 60-95, 58-95, 80-91. В пределах этого блока пересекаются пачка железистых кварцитов с зонами разрывов северо-восточной ориентировки, наблюдается отчетливая смена типа поля суммарных хрупких деформаций (взбросовый тип поля сменяется перспективным взбросо-сдвиговым типом), а также определяются отрицательные значения коэффициента Лодэ-Надаи, указывающие на преобладание здесь деформаций массива в условиях растяжения.

Второй перспективный блок выделяется на протяжении той же зоны разрыва северо-восточной ориентировки на пересечении его с пачкой железистых кварцитов в восточном крыле основной складчатой структуры (скважины № 45-93 и 44-93).

Третий перспективный блок может быть выделен на северном участке переклинального замыкания основной складчатой структуры, имеющей крутонаклонный шарнир, погружающийся к юго-востоку (блок к северу от скважины № 64-95).

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1.    Панов Б.С., Тахтамиров Е.П. Новое в геолого-геофизических исследованиях. Известия ВУЗов, геология и разведка, 1993, № 3, С. 57-67.

2.    Панов Б.С., Тахтамиров Е.П. Анизотропия электропроводности покровных отложений и ее свойства//Тез. Международной геофизической конференции ''Анизотропия. Фракталы. Проблемы практического использования ''.-Киев. 1994.

3.    Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М., Наука, 1975.

4.    Поля напряжений и деформаций в литосфере. М., Наука, 1979.

5.    Корчемагин В.А., Емец Е.С. К методике выделения и реконструкции наложенных тектонических полей напряжений. АН СССР//Доклады АН СССР, М., т.263, 1, 1982.