Морфология, кинематика и динамика оперяющих разрывов как поисково-разведочные критерии оценки жильных и штокверковых тел | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/34

Морфология, кинематика и динамика оперяющих разрывов как поисково-разведочные критерии оценки жильных и штокверковых тел

Рассматриваются особенности морфокинематики и структурно-динамической организации систем оперяющих разрывов и их сочетаний с материнскими разломами в зонах транспрессии и транстенсии применительно к прикладным задачам поисковой и разведочной геологии. Показано, что наблюдаемая устойчивая в геолого-геометрическом отношении пространственно-временная и генетическая упорядоченность таких структурных ансамблей позволяет более целенаправленно и эффективно решать задачи поисков, прослеживания увязки и оконтуривания рудных тел и их ассоциаций, а также локального прогнозирования оруденения в пределах жильных и штокверковых месторождений и рудопроявлений различного генезиса.

Morphology, kinematics, and dynamics of feathering faults as prospecting-and-exploring criteria for estimation of vein a.pdf Оперяющие разрывы трактуются как эффект транс-прессивного или транстенсивного действия или взаимодействия магистральных (материнских) разломов [112 и др.] (см. рис. 1). Такой подход к разломам, при котором они выступают не как пассивные геологические агенты, а как активные регуляторы (а где и генераторы) инициирующих напряжений, остается одним из самых продуктивных направлений современной структурной геологии, равно как и тектонофизики. Цель работы - рассмотреть некоторые прикладные следствия очерченного подхода, призванные помочь геологам - поисковикам и разведчикам - в их практической работе по прослеживанию и оконтуриванию рудных объектов жильного и штокверкового типа, которые в значительной своей части приурочены как раз к зонам при- и межразломного растяжения (транстенсии) или сжатия (транспрессии). Красноречивыми примерами этому могут служить сдвиговые позднепа-леозойские магматические дуплексы1 растяжения Прибалхашья [13], рудоносные в Узбекистане (Мурунтау) [14], меловые рудоносные и рудно-магматические дуплексы растяжения и сжатия Амуро-Уссурийского региона [14-17 и др.] (см. рис. 1, В-Д), Верхоянского складчато-надвигового пояса [18 и др.], Урала [19 и др.], Канады [20], которые вмещают в себя крупные (а подчас и уникальные) месторождения. Перечисленные объекты, представленные обычно многостадийным жильно-штокверковым оруденением зачастую в ассоциации с многофазными интрузивно-дайковыми комплексами, указывают на один из поисковых критериев. А именно: обнаружение хотя бы небольшой серии тесно сближенных (часто субпараллельных) жильных тел (да еще и вкупе с дайковыми), нередко в ассоциации с прожилково-вкрапленной минерализацией между ними, - верный признак того, что мы имеем дело с системой оперения, развитой на достаточно большой площади, но с ограничением по простиранию / падению одним или двумя магистральными разломами. Последние могут оказаться также ру-довмещающими. Углы отклонения оперяющих разрывов от материнских давно известны и составляют 2060° [1-3, 14-16 и др.] (рис. 1, А-В). Так что на стадии поисков весьма целесообразно применение первоначально площадных геохимических работ с сетью, оптимально учитывающей геолого-структурную обстановку, с последующей заверкой аномалий и отбивкой тел магистральными канавами параллельно и вкрест материнским разломам (в том числе и предполагаемым) с целью выявления всей полосы развития окон-туриваемой структуры оперения. Причем следует учитывать, что проявление этих структур носит обычно систематический характер в виде разноранговых сочетаний с разрывами магистральной системы (дуплексов) по типу скол-раздвиг или скол-надвиг / взброс (часто с фиксированным шагом) [1-3, 14-17 и др.], что важно для оценки рудоносности и стратегии поисков на сопредельных площадях. При оконтуривании тел и увязывании подсечений в пределах отдельно взятой структуры оперения или смыкания (дуплекса) следует учитывать, что скорее всего оно будет представлять собой отнюдь не хаотичный набор разноориентированных трещин отрыва / сплющивания, выполненных жилами и дайками произвольной морфологии, как это представляется и поныне. Напротив, морфология жильного либо дайкового тела демонстрирует здесь четкое соответствие кинематике вмещающего его разрыва оперения. Так, пережимы тела приурочены к сколовым звеньям, а раздувы - к граням приоткрывания разрыва (см. рис. 1, В-Д). Это же справедливо и для материнских рудовмещающих разрывов (рис. 1, В). Как показывает, например, детальное изучение рудных объектов Сихотэ-Алиня [1417, 21-25 и др.], такое явление - в сущности, неотъемлемое свойство рудо- и магмовмещающих разрывов любого генезиса и ранга, настолько широко оно распространено. В свою очередь, сама кинематика оперяющих разрывов, равно как и их построение в пространстве, отражает характер перестройки полей напряжений в зонах тран-стенсии и транспрессии в процессе движения по материнским разломам. В частности, в зонах транстенсии (наиболее благоприятных для рудоотложения) пространственно-кинематическая инфраструктура оперения определяется последовательным формированием до четырех генераций дочерних оперяющих разрывов или трансформацией в них сети раннего заложения, которые образуют генетическую цепь (рис. 1, Б), отвечающую широко известной структурно-динамической схеме Дж.Д. Муди и М.Дж. Хилла [14-16 и др.], когда инициирующие напряжения вследствие транстенсии постепенно искривляются от исходного направления до нормали к материнскому сдвигу. Оперяющие же разрывы зон транспрессии тоже имеют свою специфическую возрастную и иерархическую соподчиненность, которая отражает переориентацию траекторий инициирующего сжатия с первоначального состояния до параллельного направлению сдвигания [1-7, 9, 12, 25 и др.] (рис. 1, А). Рис. 1. Схематика иерархической, возрастной и генетической организации структур и полей напряжений в ареалах транспресии и транстенсии левых сдвигов: А - идеализированная структурно-динамическая схема (из [2] с изменениями и дополнениями) расположения зон присдвиговых полей напряжений (со схемой их переориентации по вектору сжатия) согласно данным натурных наблюдений при транстенсии (1) и транспресии (2) и дочерних синсдвиговых структур применительно к западному крылу Авангардного левого сдвига (Южное Приморье) [25]; Б-Д - для Придорожного оловоносного левосдвигового дуплекса растяжения (Придорожное месторождение, Комсомольский район): схема иерархической и возрастной соподчиненности систем сдвигов и раздвигов / сбросов, а также полей напряжений (по вектору сжатия) в дуплексе [15]; В - структурный план разведочного горизонта 415 м месторождения с элементами геодинамики [14, с изменениями]; Г-Д- фрагменты рудного тела 17 (Северная ветвь дуплекса) на участке сосдвигового растяжения (Г) и в зоне влияния сегмента материнской системы ССВ левых сдвигов (Д) Таким образом, имеющиеся к настоящему времени данные показывают, что в структурах оперения и их аналогах мы имеем дело с четкой и временной, и пространственной упорядоченностью рудо- и магмовме-щающих структур с вполне закономерным, поддающимся одновременно и структурной, и металлогениче-ской расшифровке набором морфокинематических типов обособления, распределения и наложения друг на друга рудных и магматических ассоциаций (динамозо-нальностью [14-16, 25 и др.]). Она, как представляется, есть результат поэтапного (по мере роста материнских разломов) разрастания ареала транстенсии / транспрес-сии с усложнением его структурного рисунка от первоначально крупных оперяющих форм ко все более и более мелким с прямым или опосредованным наследованием планов деформаций. Само наследование заключается в том [14-16, 24 и др.]), что более поздние генерации рудовмещающих разрывов приспосабливаются или приспосабливают под себя сеть разрывов предыдущих генераций, что часто выражается в кинематической трансформации разрывов раннего заложения. Все это лишний раз подчеркивает существующую при поисково-разведочных работах обязательность изучения стадийности рудообразования и магматизма. Системы оперения, помимо всего прочего, - верный признак затухания материнских разломов. Этот вопрос наиболее разработан на примере сдвиговых дислокаций. Исследованиями [1-8, 11, 12, 14-17, 24 и др.], включая экспериментальные, выявлено, что во фронте затухания материнского сдвига структурно-динамическая обстановка выглядит следующим образом. Проработанную часть такого сдвига на его выклинивании продолжает зона максимальных тангенциальных напряжений - «потенциальный (эмбриональный) сдвиг» [1-8, 10-12, 14-17, 21, 24, 25 и др.] - структурно выраженная чаще всего серией эшелонированных R-сколов нередко уже в виде кулис приоткрывания при P-сколах, что в совокупности фиксирует направление возможного дальнейшего роста сдвига (см. рис. 1, В). Этот парагенез потенциального сдвига обычно сопровождается также постепенным уменьшением амплитуд сдвигания по простиранию разлома2. Потенциальный сдвиг как раз и разграничивает между собой зоны транстенсии (сосдвигового растяжения) и транспрессии (сосдвигового сжатия) (рис. 1, А, В), структурно проявленных в виде симметрично расходящихся от сдвига под углами 20-60° серий оперения. В зависимости от знака смещения (левый / правый сдвиг) эти зоны располагаются соответственно слева / справа или справа / слева от сдвига, фиксируя в крыльях разлома тыл / фронт сдвигания, где его амплитуда рассредоточивается по дочерним разрывам оперения. В тылу - по системам сдвигов (главным образом того же знака) и сбросов по упомянутой схеме Дж.Д. Муди и М.Дж. Хилла (рис. 1, А, Б). Во фронте же - по системам дочерних чистых и косых взбросов и надвигов (рис. 1, А), пространственно-временная организация которых в поперечном сечении совпадает со схемой этих авторов. Подчеркнем еще раз, что охарактеризованная картина структурно-динамической зональности формируется благодаря именно движениям по разломам, поступательная активизация которых и обеспечивает процесс приспособления под их сеть (через транстенсию и транспрессию) первичного поля напряжений, инициировавшего весь тектонический процесс. Последнее сохраняется только в наиболее проработанных сегментах зон материнских разломов, где инициирующее сжатие сразу же переходит в движение, поскольку силы трения здесь практически равны нулю. Сказанное находит свое отражение, в частности, в соответствующем искривлении траекторий главных напряжений, фиксируемых как экспериментально, так и натурными наблюдениями [1-8, 11, 12, 14-17, 24, 25 и др.]. Отсюда вытекают такие практические следствия: Во-первых, через охарактеризованные выше элементы структурной динамозональности в разломной зоне можно прослеживать не только каждый магистральный разлом в отдельности, но и (через дуплексы) особенности их пространственной организации: характер их эшелонирования, размерность их самих и зон их динамического влияния (отражающие их ранговость) с определением ширины и глубины перекрытия их флангов (как пространственных параметров зон транстенсии и транспрессии). Вдобавок дуплексы, а в более широком смысле - структуры смыкания (формы взаимодействия между разломами любой ориентации и генезиса), позволяют выявлять соотношения между магистральной разломной зоной и активизированными ею участками сети раннего заложения. Например, с разрывами «сопряженной» с ней системы, сквозные элементы которой могут иметь переменный знак смещения: «первичный» - непосредственно в зонах влияния сегментов магистральной системы (см. рис. 1, Д), а также транспрессии и обратный знак в зонах транстенсии (рис. 1, Г). Впрочем, сказанное вполне применимо и к изучению инфраструктуры сети разломов любого ранга, включая и мегаформы. Таким образом, выявление картины структурной динамозональности обеспечивает более уверенное и объективное прослеживание магистральных разломов и картирование их пространственной организации при геологических работах любой степени детальности. Во-вторых, структурная динамозональность находит свое отражение и в особенностях пространственного распределения оруденения. В рассматриваемых нами структурах рудораспределение и морфологически, и динамически находится в прямой зависимости от геометрии самих разломов и инфраструктуры их ансамблей. Так, оси рудных столбов здесь, как правило, субпараллельны линиям сопряжения сколовых и раздвиговых компонентов. При этом сколы играют роль динамо-кинематических экранов, а раздвиги вмещают продуктивное оруденение. В свою очередь, линии сопряжения адекватны средним осям деформаций, перпендикулярным, как известно, линиям скольжения по сколам [14-17, 21-24 и др.]. Исходя из этого, при сдвиговых дислокациях, например в зонах транстенсии, рудные столбы будут иметь преимущественно субвертикальную ориентировку (как, впрочем, и в материнских сдвигах), а в зонах транспрессии - субгоризонтальную. Причем преимущественное развитие в них станут иметь те системы рудных столбов, которые будут субпараллельны линиям сопряжения структур оперения в целом с материнскими разломами. Так что изучение ди-намозональности оруденения позволяет во многом конкретизировать задачи оконтуривания и локального прогноза оруденения на глубину и на флангах разведываемого рудного объекта. Таким образом, мы видим структурно-динамическую корреляцию проявлений оруденения и магматизма в пределах объектов рассмотренного типа как надежный инструмент и для их идентификации, и для существенного повышения эффективности их оценки на всех без исключения стадиях геологоразведочных работ: от геологической съемки до эксплуатационной разведки. И такая корреляция, подчеркнем, невозможна без исследования характера эволюции, миграции и локализации эндогенного вещества в земной коре через пространственно-временные срезы магмо- и рудокон-тролирующих структурных ансамблей. Причем этот подход обеспечивает не только качественную, но и количественную оценку хода рудно-магматических процессов при использовании петрохимических, геохимических или иных числовых характеристик, способствующих результативному оконтуриванию тел и зон жильного и штокверкового типов. 1 Под дизъюнктивным дуплексом обычно понимается сочетание двух кулисообразно расположенных разрывов с одинаковым знаком смещения, сомкнутых между собой чешуйчатым веером дочерних оперяющих разрывов [2-3, 12, 14-16 и др.]. Более сложным аналогом дуплексов являются структуры смыкания, которые представляют собой формы проявления динамического взаимодействия между материнскими разломами с произвольной ориентацией и любым генезисом [14, 15, 25 и др.]. 2 При этом для зоны материнского сдвига (как в проработанной - зрелой, так и его эмбриональной части) присуще проявление своей динамо-зональности в виде схемы Риделя [2, 3, 8, 11, 15, 21-22, 24-25 и др.], которая отражает пространственно-временную направленность усложнения инфраструктуры сдвиговой зоны через последовательное развитие и наложение друг на друга: сначала эмбриональных синкинематических кулисных складок, а затем - R^P^L-сколов (в ассоциации со своими сопряженными системами) с сопутствующей трансформацией в разрывы растяжения / сжатия сколов предшествующих генераций. Вместе с тем, поскольку эти кулисные сколы являются разрывами фиксированной длины (определяемой шириной зоны материнского сдвига), в зонах их ступенчатого перекрытия опять же возможно проявление микроосложнений по типу транспрессии и транстенсии [1-20, 25 и др.].

Ключевые слова

transtension, ore-bearing duplexes, stockworks, dykes, veins, динамо-зональность, материнский разлом, транспрессия, транстенсия, рудоносные дуплексы, дайки, штокверки, transpression, master fault, dynamozonality

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Неволин Петр ЛьвовичДальневосточный геологический институт ДВО РАНканд. геол.-минерал. наук, ст. науч. сотр. лаборатории региональной геологии и тектоники Дальневосточного геологического институтаnevpeter@yandex.ru
Митрохин Александр НиколаевичДальневосточный геологический институт ДВО РАНканд. геол.-минерал. наук, ст. науч. сотр. лаборатории региональной геологии и тектоники Дальневосточного геологического институтаtakhor@yandex.ru
Уткин Валентин ПавловичДальневосточный геологический институт ДВО РАНд-р геол.-минерал. наук, гл. науч. сотр. лаборатории региональной геологии и тектоники Дальневосточного геологического институтаval-utkin@yandex.ru
Всего: 3

Ссылки

Митрохин А.Н., Уткин В.П., Неволин П.Л. Особенности строения и развития Авангардного левого сдвига (Южное Приморье) и зоны его динамического влияния // Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит : материалы Все-рос. конф. с междунар. участием. Владивосток : Дальнаука, 2011. С. 106-109.
Неволин П.Л. Сдвиговая геодинамическая обстановка и структуры штокверковых месторождений Сихотэ-Алиня // Тихоокеанская геология. 1996. Т. 15, № 2. С. 107-115.
Сорокин Б.К., Митрохин А.Н., Касаткин С.А. Сравнительный анализ дислокаций апт-кампанского вулканогенного и доаптского терриген-ного комплексов Комсомольского района (на примере Фестивального месторождения) // Тихоокеанская геология. 1995. Т. 14, № 5. С. 4656.
Уткин В. П. Сдвиговые дислокации, магматизм и рудообразование. М. : Наука, 1989. 166 с.
Неволин П.Л. Геодинамика формирования структур месторождений Кавалеровского района. Владивосток : Дальнаука, 1995. 132 с.
Park A.F., Lentz D.R., Thorne K.G. Deformation and Structural Controls on Gold Mineralization in the Clarence Stream Shear Zone, Southwestern New Brunswick, Canada // Exploration and Mining Geology. 2008. Vol. 17, № 1. P. 51-66.
Фридовский В.Ю. Сдвиговые дуплексы месторождения Бадран (северо-восток Якутии) // Известия вузов. Геология и разведка. 1999. № 1. С. 60-66.
Знаменский С.Е., Знаменская Н.М. Рудовмещающие транстенсивные дуплексы золото-кварцевых и золото-сульфидно-кварцевых месторождений Южного Урала // Литосфера. 2011. № 1. С. 94-105.
Митрохин А.Н., Сорокин Б.К., Саядян Г.Р. Сдвиговые дуплексы и их рудоносность // Структурные парагенезы и их ансамбли : тез. докл. М. : ГЕОС, 1997. С. 112-114.
Уткин В.П., Митрохин А.Н., Неволин П.Л. и др. Структурно-геодинамический фактор в распределении золотой минерализации Южного Приморья // Доклады Академии наук. 2004. Т. 394, № 5. С. 654-658.
Митрохин А.Н. Дизъюнктивные рудно-магматические структуры смыкания и дуплексы: идентификация, пути и методы их изучения // Современные технологии освоения минеральных ресурсов : сб. науч. тр. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. Вып. 10. С. 53-59.
Митрохин А. Н. Геодинамика формирования разрывных рудоконтролирующих структур Придорожного и Октябрьского месторождений (Комсомольский район) : автореф. дис.. канд. геол.-минер. наук. Владивосток : ДВГИ ДВО АН СССР, 1991. 25 с.
Тевелев Ал.В., Тевелев Арк.В., Кошелева И.Е. и др. Динамика сдвиговых магматических дуплексов: Окончательный отчет РФФИ по проекту 96-05-65519. М. : РФФИ, 1999. 63 с.
Twiss R.J., Moores E.M. Structural Geology: Second Edition. N.Y. : W.H. Freeman and Co., 2006. 532 p.
Hollister L.S., Andronicos C.L. Formation of new continental crust in Western British Columbia during transpression and transtension // Earth and Planetary Science Letters. 2006. № 249. P. 29-38.
Тимурзиев А.И. Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов: тектонофизический и флюидо-динамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью) : автореф. дис.. д-ра геол.-минер. наук. М. : МГУ, 2009. 40 с.
Морозов Ю.А. Структурообразующая роль транспрессии и транстенсии // Геотектоника. 2002. № 6. С. 3-24.
Mathieu L., van Wyk de Vries B., Pilato M. et al. The interaction between volcanoes and strike-slip, transtensional and transpressional fault zones: Analogue models and natural examples // Journal of Structural Geology. 2011. № 33. P. 898-906.
Короновский Н.В., Гогоненков Г.Н., Гончаров М.А. и др. Роль сдвига вдоль горизонтальной плоскости при формировании структур «пропеллерного» типа // Геотектоника. 2009. № 5. С. 50-64.
Wesnousky S.G. The San Andreas and Walker Lane fault systems, western North America: transpression, transtension, cumulative slip and the struc tural evolution of a major transform plate boundary // Journal of Structural Geology. 2005. № 27. P. 1505-1512.
Fossen H., Tikoff B. Extended models of transpression and transtension, and application to tectonic settings // Continental Transpressional and Transtensional Tectonics. Geol. Soc. London Spec. Pub. 1998. Vol. 135. P. 15-33.
Dewey J.F., HoldsworthR.E., StrachanR.A. Discussion on transpression and transtension zones: reply // Journal of the Geological Society of London. 1999. № 156. P. 1048-1050.
Continental deformation. N.Y. : Pergamon Press Ltd., 1994. 421 p.
Разломобразование в литосфере. Зоны сдвига. Новосибирск : Наука, 1991. 262 с.
Осокина Д.Н. Иерархические свойства тектонического поля напряжений // Экспериментальная тектоника: методы, результаты, перспективы. М. : Наука, 1989. С. 197-208.
 Морфология, кинематика и динамика оперяющих разрывов как поисково-разведочные критерии оценки жильных и штокверковых тел | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/34

Морфология, кинематика и динамика оперяющих разрывов как поисково-разведочные критерии оценки жильных и штокверковых тел | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/34