Новый механизм локализации жильной минерализации в надвиговых структурах

Автор: Крисак О. С., Привалов В. А.
Источник: Актуальні проблеми геології.: збірник матеріалів Міжвузівської наукової конференції студентів геологічних, екологічних і гірничих спеціальностей (26 квітня). – Донецьк: ДонНТУ, 2013. – С. 49–52.

В тектоническом плане район исследований расположен в пределах одного из субконцентрических поясов правосдвиговых дислокаций [1] северной окраины Донбасса. Эти пояса проявляются в структуре осадочного чехла бассейна в сериях эшелонированных складок и флексур F, сдвигов (сколов Риделя R₁ и R₂, вторичных синтетических сколов P), взбросов (чешуйчатых надвигов C), трещин отрыва Т и являются результатом стесненного вращения мегаблока Донбасса по часовой стрелке во время ряда фаз (ларамийской, пиренейской, гельветской) альпийского тектоногенеза [1].

Участок исследований площадью 12 км² располагается в центральной части Селезнёвского угленосного района между городом Зоринском и селом Малоивановка и относится к открытому Донбассу, где непосредственно на дневную поверхность выходят породы каменской свиты С₂⁵ среднего карбона. В свите С₂⁵ находится большое количество мощных пластов песчаника и известняка (в частности пласт известняка К₇, имеющий мощность более 7 м), залегающих в виде моноклинали на северном крыле Городищенской антиклинали. Условия залегания разнообразные – от горизонтального, наклонного до крутопадающего 72^о, местами субвертикального.

На участке развиты три разрывных нарушения типа чешуйчатых надвигов: надвиг Южный, спутник Южного надвига и апофиза Южного надвига (рис. 1) с амплитудами от 15–30 до 50–75 м, система которых формируют своеобразный пакет дуплексов сжатия (рис. 2). Эти нарушения сопровождаются линейными складками (поэтому простирание пород 59±15^о в межнадвиговом пространстве дуплексов сжатия соответствует простиранию надвигов), развиваясь в обстановке сжатия с пластическим перераспределением материала аргиллитовых толщ и хрупкими деформациями в пластах песчаников и известняков.

Рисунок 1. Геологическая карта исследуемого участка

Дуплексы сжатия – обычное явление в покровных поясах складчатых структур и прослеживаются как системы черепитчато перекрывающих друг друга поверхностей надвиговых чешуй, которые на глубоких горизонтах сливаются в один надвиг. Дуплексы сжатия могут также возникать в контурах сдвиговых зон (т.е. в условиях регионального сдвигового поля напряжений: при горизонтальном положении главной кинематической плоскости σ₁–σ₃) за счёт локального изменения положения оси растяжения с субгоризонтального σ₃ на субвертикальное σ₃^лок. при сохранении субгоризонтального положения оси сжатия σ₁.

Овражно-балочная сеть на участке развивается вдоль субвертикальных трещин отрыва Т перпедикулярных вектору растяжения σ₃ и занимает положение, перпендикулярное простиранию надвигов С.

Рисунок 2. Геологический разрез по линии І-І¹

Локализация дуплексов сжатия в породах существенно влияет на формирование систем межпластового расслоения, которые занимают положение, субпараралельное напластованию (перпендикулярно оси растяжения локального поля напряжений σ₃^лок.). Такого рода трещины являются барьерами – накопителями рудной минерализации и отчетливо прослеживаются в окрестностях надвигов на участке (рис. 3).

Именно в этих трещинах, параллельных напластованию в пластах хрупких песчаников и известняков, зафиксированы максимумы кварцевой и кальцитовой минерализации. Для слоёв аргиллитов и алевролитов межпластовые расслоения заполнены гидроокислами железа – лимонитом. Кроме того, как ни парадоксально это звучит, минерализация выполняет сами плоскости надвигов.

Рисунок 3. Выход апофизы Селезнёвского надвига на дневную поверхность (слева) зарисовка обнажения по фотографии и модель распространения кальцитовых жил (показаны синим цветом) в известняке К₇ (справа)

Следует отметить, что по мере развития надвиговых дислокаций и разрядки касательных напряжений средние нормальные напряжения в массиве резко падают, вызывая местные флуктуации напряженного состояния и дилатансионный эффект [2]. Данные инструментальных наблюдений показывают, что в процессе землетрясения магнитудой 4 балла на глубине 11 километров в формирующемся разломе внутрирезервуарное давление падает с 290 Мпа до 0,2 Мпа за доли секунды, что приводит к мгновенному испарению минералообразующего флюида и кристаллизации минералов в окрестности нарушения [3].

ЛИТЕРАТУРА

1. Привалов В. А., Панова Е. А., Азаров Н. Я. Тектонические фазы в Донецком бассейне: пространственно-временная локализация и характер проявления // Геологія і геохімія горючих копалин, 1998. – No. 4. – С. 11–18.
2. Sibson R. H. Crustal stress, faulting and fluid flow // Extended abstracts of International Conf. on fluid evolution, migration and interaction in rocks – Torquay, England, 1997. – P. 137–139.
3. Weatherley D. K., Henley R. W. Flash vaporization during earthquakes evidenced by gold deposits // Nature Geoscience, 2013. – No. 6. – Р. 294–298.