Автор:В.И. Алехин
Источник: Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Гірничо-геологічна. Випуск 32 - Донецьк, ДонНТУ, 2001
Приведены результаты исследований разломов Приазовского блока Украинского щита методами энтропийного и градиентного анализов. Установлено положение линейной рудоконцентрирующей структуры северо-восточного простирания, вдоль которой сформировалось большинство месторождений и рудопроявлений эндогенного генезиса различного возраста. Предполагается продолжение этой структуры в Донецкой складчатой области. Проведена оценка неотектонической активности разломов Приазовского блока УЩ установлено, что наибольшей активностью характеризуется Кальмиусская зона разломов.
Общеизвестна роль разломов в формировании эндогенного оруденения. Они являются каналами, по которым глубинное вещество поступало к местам локализации, вдоль них происходит мобилизация рудных элементов из вмещающих пород и переотложения в благоприятной термодинамической обстановке. Особенно большое значение имеют долгоживущие глубинные разломы. Многочисленными исследова¬ниями установлено также, что наиболее благоприятны для рудоотложения узлы пересечений разломов. По современным представлениям разломы земной коры — это линейные геологические структуры, которые характеризуются не только значитель¬ными горизонтальными размерами, но и определенной шириной, достигающей в ряде случаев десятков километров [1]. Породы в разломных структурах характеризу¬ются специфическим составом и внутренней структурой. По простиранию разлома меняется его ширина, внутренняя структура, геодинамическая активность, прони¬цаемость для рудных растворов. Оценить все эти признаки разломов в полевых условиях при геологосъемочных работах сложно, так как чаще всего разломы закрыты рыхлыми отложениями и доступны для полевого наблюдения лишь отдельные фрагменты разломной структуры. Привлечение комплекса геофизических, аэрокосмических и геоморфологических методов позволяет в нервом приближении решить проблему. Тем не менее всегда остаются противоречия в результатах интепретации геолого-геофизических и других материалов, полученных разными авторами. В таких случаях, по мнению автора, целесообразно применение объективных и математи¬чески обоснованных методов комплексной обработки геолого-геофизических материалов. В качестве одного из таких методов предлагается метод определения энтропии как меры неоднородности геологического строения массива горных пород. В данной статье автор применил этот метод при исследовании главных разломов Приазовского блока Украинского щита.
Оценка неоднородности тектонического строения Приазовского блока Укра¬инского щита проводилась по геологической карте масштаба 1:200000 (автор Лавриненко Л.Ф.). Энтропия, как мера неоднородности геологического строения, давно используется при прогнозировании участков перспективных на рудные объекты [2, 3]. Метод позволяет количественно выразить степень гидротермальной перера¬ботки породных комплексов, степень дифференцированности магматических образований, многратные активизации разломных зон, степень тектонической нарушен- ности и проницаемости отдельных блоков земной коры. В практике геологопоиско¬вых работ широко используются все названные факторы. Энтропийный анализ позволяет представить все эти факторы в виде обобщенного показателя — относительной энтропии, выраженной в %. Аномалии этого показателя, превышающие уровень 60%, считаются перспективными на рудные объекты.
В данной работе использовался метод площадной оценки энтропии тектони¬ческой нарушенности (по разрывным дислокациям) в окне стандартного размера. Размер стандартного окна выбран 5X5 см, что в масштабе карты 1:200000 составляет 10X10 км. Площадь такого окна равняется 100 км2. Выбранный размер окна позволя¬ет оценивать не только мелкие разрывные нарушения, но и крупные разломные зоны. Согласно иерархического ряда металлогенических подразделений [4] площадь выбранного окна соответствует площади рудного узла.
При оценке тектонической нарушенности с помощью энтропии использовались две группы признаков разрывных нарушений. Первая группа признаков характеризовала ранг разрывною нарушения по глубине заложения, протяженности, ширине, времени заложения и длительности развития. Разделение разрывных структур по этим признакам выполнено согласно геологической карты (автор Л.Ф. Лавриненко). Так например, Кальмиусская зона разломов и подобные ей по глубине заложе¬ния, протяженности, длительности развития и другим признакам отнесены к первому ранг, Криворожско-Павловский сброс к 3 рангу, а разрывы небольшой протяженности к более высоким рангам (4, 5). Вторая группа признаков характеризовала ориентировку разрывных нарушений, то есть все разрывы были объеденены в 18 групп. Каждая из групп охватывала сектор в 10°, например разрывы с простиранием 265°-275° - первая группа, 275°~285° — вторая группа и так далее.
Вся площадь Приазовского блока была разбита на квадраты стандартного размера (более 220 квадратов). В каждом квадрате иодсчитывалась длина разломов каждого ранга, затем вычислялась суммарная длина разрывных нарушений всех рангов и определялась долевая часть каждого ранга в стандартном окне, именно этот показатель являлся основой для расчета относительной энтропии. Затем в окне про¬водилось измерение длины разрывных нарушений различных ориентировок, определялась суммарная длина разрывов и доля каждой из ориентировок. По последнему показателю и рассчитывалась энтропия ориентировок в стандартном окне.
Для оценки неотектонической активности Приазовского блока УЩ по топографическим картам масштаба 1:200000 проведен градиентный анализ современного рельефа, который представляет собой один из методов морфоструктурного анализа. Методика такого анализа включает: выделение на карте прямолинейных фрагментов по участкам резкого сгущения изолиний рельефа (градиентов рельефа), при этом критерием для выделения таких участков принят перепад высот в 20 м на протяжении 200 м; подсчет суммарной длины таких фрагментов в стандартном окне (квадрат 10x10 км); построение карты, отражающей плотность градиентов на 100 км2 в пределах Приазовского блока; выделение линиаментов, объединяющих высокогради¬ентные участки рельефа. Линиаменты сопостовлялись с основными разломами и разломными зонами Приазовского блока. Участки с аномальной плотностью градиентов указывают на неотектонически активные блоки земной коры, а линиаменты, объединяющие высокоградиентные участки современного рельефа должны отражать активные разломы или их активизированные фрагменты [5].
Проведенные исследования показали широкие возможности энтропийного анализа при исследовании разломных зон и оценке их рудоносности. В пределах Приазовского блока Украинского щита выявлена линейная зона повышенной прони¬цаемости земной коры северо-восточного простирания, вдоль которой концентри¬руются большинство рудных объектов эндогенного генезиза различного возраста (месторождение редких металлов Крутая Балка, Азовское циркон-редкоземельное месторождение, Петрово-Гнутовское флюорит-редкоземельное месторождение, По- крово-Киреевскос флюоритовое месторождение, многочисленные рудопроявления). Результаты градиентного анализа современного рельефа позволяют протянуть эту рудокопцентрирующу структуру в область Донбасса. Детальный градиентный анализ современного рельефа позволил оценить неотектоническую активность крупных разломов Приазовского блока. При этом установлено, что наиболее активной струк-турой является Кальмиусская зона разломов, установлено также, что эта зона является своеобразным геодинамическим барьером и ограничивает активность секущих ее разломов. Градиентный анализ показал также, что неотектоническая активность большинства разломов изменяется по простиранию, а наиболее активные фрагменты чаще приурочены к местам пересечения различно ориентированных разломов.
Полученные выводы открывают широкие возможности для дальнейших исследований. Во-первых, необходимо проследить выявленную рудоконцентри- рующую структуру северо-восточного простирания в пределах Донбасса, во-вторых выполнить более детальные исследования разрывных нарушений в масштабе 1:50000 с привлечением большого геолого-гсофизического материала и применением нескольких морфоструктурных методов. Целью таких исследований должно слу¬жить выделение конкретных участков, перспективных на эндогенное оруденение (флюорит, золото, алмазы и др.).