Масштаби розривних порушень, їх внутрішня будова та історія формування

Умови виникнення, розвитку, внутрішня будова, а також масштаби прояву розривних порушень в рудних полях ендогенних родовищ знаходиться у тісній залежності від фізико-механічних властивостей черствуватих товщ, а екструзивних і інтрузивних масивів, що їх січуть. У більшості випадків розривні порушення, що розвиваються в рудних полях, утворюються в під час складчастості і опиняються накладеними на складчастість. При цьому тріщини, що впливають, в подальшому, на умови локалізації зруденінь, можуть виникати як всередині окремих верств так і у всій складці. Під час розвитку структури розривні порушення можуть знову проявлятися (підновлюватися), а також можуть утворюватися нові.

Зовнішні ознаки розривних порушень досить різноманітні. Частіше за все вони проявляються у вигляді смуг або зон інтенсивно деформованих та подрібнених гірських порід з підвищеною паралельно орієнтованою тріщинуватістю, розсланцюванням або брекчіюванням, мілонітами, тектонічною глинкою та дзеркалами ковзання. Тектонічні глинки розвиваються вздовж поверхонь ковзання, за якими проходило переміщення блоків гірських порід. Поблизу розривного порушення гірські породи можуть бути розбиті густою сіткою по-різному орієнтованих тріщин. Уламки тектонічних брекчій мають різні розміри та форму та знаходяться у масі перетертого матеріалу. Потужність зон деформованих порід залежить від розмірів розривного порушення та може вимірюватися декількома сантиметрами або декількома сотнями метрів. Протяжність їх також може коливатися в дуже широких межах.

Будова тектонічних зон залежить від фізико-механічних властивостей гірських порід. У крихких інтрузивних або ефузивних гірських породах розривні порушення представлені чіткими та витриманими смугами подрібнених та перетертих порід. При переході в більш пластичні породи (наприклад, сланці) вони змінюються на малопотужні тектонічні поверхні ковзання. Деякі з прикладів будови розривних порушень наведені на рис. 16.

Рис. 16. Будова розривних порушень.

а – зарисовка (план) ділянки крупного розривного порушення у вапняках; б та в – зарисовки розривних порушень у гірських виробках Анкаванського мідно-молібденового родовища (Арменія).

1 – сірі масивні вапняки; 2 – подрібнені вапняки; 3 – тектонічні тріщини; 4 – кварцові діорити; 5 – інтенсивно розсланцьовані та перетерті кварцові діорити з тектонічною глинкою та гідротермальною мінералізацією в зоні крупного порушення та у більш дрібних тріщинах; 6 – дрібні тріщини з кварцом, піритом, молібденітом, карбонатом.

Масштаби прояву, а також потужність зони подрібнення, що супроводжує головні розломи, в значному ступені залежить від того, в яких породах вони виникла та на яких глибинах вони розвивалися. Найбільш потужні зони дроблення, що супроводжуються бластомілонітами[22], катаклазитами[23], слідами течії та роз сланцювання проявляються вздовж розривних порушень, які виникли в архейських та протерозойських утвореннях на значних глибинах (рис. 17).

Рис. 17. Будова нижньопротерозойських розломів

а – представленого зоною бластомілонітів, б, в – підновленого з кварц-ортоклазовими метасоматитами та кварц-баритовими жилами.

1 – гнейси; 2 – граніти та плагіограніти; 3 – дайки мікродіоритів; 4 – кварц-польовошпатові породи; 5-7 – бластомілоніти та бластокатаклазіти по: 5 – гнейсам та гранітам, 6 – мікродіоритам, 7 – кварц-польовошпатовим породам; 8-10 – кварц-ортоклазові метамоматити: 8 – внутрішня зона; 9 – проміжна зона; 10 – зовнішня зона; 11 – границі метасоматичних зон; 12 – кварц-баритові жили та прожилки; 13 – брекчії.

Подібні порушення зазвичай багаторазово підновлюються у різні епохи діастрофізму. Але в такому випадку внутрішня будова розривних порушень змінюється і на бластомілоніти, що виникли раніше накладаються сколові розривні порушення, які супроводжуються брекчіями, а подрібнені породи вздовж сколів зазнають гідротермальних змін. Самі ж зони балстомілонітів в межах рудних полів характеризуються більш плавними вигинами за простяганням і в них розвинута не тільки рудна мінералізація, а і дайки інтрузивних порід, що їй передували.

У низці рудних полів від головних розривних порушень відщеплюються бокові опіряючі сколи, що супроводжуються менш інтенсивним катаклазом, або ці головні порушення перетинаються розломами інших систем. У більш молодих утвореннях, що перекривають давні метаморфічні товщі, розривні порушення проявляються у вигляді більш вузьких сколових зон подрібнення, які мають менш давню історію розвитку. Але якщо глибина формування таких сколів перевищує 1,5-2 км, то вздовж них розвивається тектонічна глинка потужність до 0,5 м. В притертих частинах розломів і в деяких рудних полях потужність такої глинки може збільшуватись до 5-7 м. На більших глибинах тектонічна глинка зникає і замість неї з’являється зона розсланцювання. Сколові порушення, що виникають або розвиваються у поверхневих умовах нерідко супроводжуються тектонічною брекчією. Така зональність внутрішньої будови розривних порушень проявлена у більшості рудних полів.

Як правило, всі крупні сколові порушення, що розвиваються у рудних полях, наслідують зсуви або насуви, які виникли під час складчастості та, відповідно, мають давню історію розвитку. В багатьох випадках вздовж них вкорінюються дайки інтрузивних порід або вони слугують каналами для магматичних розплавів. Такі розломи є дуже крупними, глибинними, зазвичай вини перетинають всі товщі порід, які мають розвиток у рудних полях незалежно від їх фізико-механічних властивостей. Приклад таких розломів наведений на рис. 18. Формування таких розломів дуже тривале та багатоетапне. Вони закладаються до магматичної діяльності. Потів під час магматизму по ним відбувається неодноразове вкорінення магматичних утворень та вони можуть виявитися перекритими вулканічним покривами. На цьому історія їх формування не закінчується. Вздовж розломів відновлюються тектонічні рухи, які супроводжуються гідротермальними процесами та рудовідкладенням.

Рис. 18. Приуроченість інтрузивних масивів та дайок до зони розлому (за Е.П.Сонюшкіном, Б.Л.Рібаловим, Л.В.Хорошиловим, 1960).

1 – ефузивні породи; 2 – дайки лампрофірів; 3 – сієніт-порфіри; 4 – дайки сієніт-порфірів; 5 – розривні порушення; 6 – елементи залягання.

У більшості рудних полів або у їх ближніх околицях розвинуті крупні розривні порушення, які самі є безрудними але контролюють розташування рудоносних ділянок. В рудних полях частіше за все картується не одна, а декілька систем розломів, які по різному впливають на локалізацію зруденіння. Одні з них, найбільш крупні є рудоконтролюючими. Інші розломи більш меншого масштабу є рудопідводячими, рудорозподіляючими та рудовмісними (рис. 19).

У складчастих областях рудоконтролюючі розломи не несуть зруденіннь. Це, головним чином, обумовлено тим, що вони перетинають всі товщі гірських порід та на час зруденіння досягали денної поверхні. Механізм контролю зруденіння крупними розривними порушеннями виражений у тому, що при переміщенні блоків гірських порід вздовж цих розломів синхронно з надходженням рудоносних розчинів з глибини відбувається розкриття тріщин, що раніше існували та появлення нових, які не доходять до денної поверхні. У цих тріщинах і відбувається відкладення руд.

Рис. 19. Схема співвідношення рудопідводячих, рудорозподіляючих та рудовмісних розривних порушень (за В.І.Смірновим, 1969).

1 – породи фундаменту; 2 – рудовмісна товща; 3 – рудопідводяче розривне порушення; 4 – рудорозподіляюче розривне порушення; 5 – рудовмісні структури.

На кристалічних щитах крупні розривні порушення в ряді випадків несуть зруденіння. Це є характерним для тих інтервалів, які перекриті чохлом платформних утворень.

Крупні рудоконтролюючі розломи є одночасно і рудопідводячими для рудоносних розчинів, що надходять з глибини та розповсюджуються по сполучених з ними боковим розломам. Найбільш крупні з цих розломів можуть не мати зруденіння, а виконують роль рудорозподіляючих, які направляють рудоносні розчини у ті розривні порушення, які містять зруденіння. Рудовмісними частіше за все стають більш дрібні розривні порушення.

Така схема зв’язку зруденіння з розривними порушеннями часто спостерігається на родовищах, які розташовані у складчастих товщах геосинклінальних областей, а також на активізованих молодих платформах.

На рис. 20 наведена структурна схема Нерчінсько-Заводського рудного поля, де чітко встановлена приуроченість трубоподібних рудних тіл Благодатського родовища до тріщин третього та четвертого порядку.

Рис. 20. Структурна схема Нерчінсько-Заводського рудного поля (за Н.Горшковим, 1947).

1 – палеозойські осадові породи; 2 – юрські осадові породи; 3 – граніт-порфіри, гранодіорит-порфіри; 4 – зони брікчійованих порід; 5 – розривні порушення (1 – Рязанівське, 2 – Трисвятитильське); 6 – поліметалічні родовища та рудопрояви.

Для локалізації ендогенного зруденіння часто велике значення набувають розривні порушення, що виникають всередині окремих горизонтів гірських порід, що мають знижені міцні властивості. У цих випадках вздовж розривного порушення розвиваються рудоносні штокверкові зони.

За віковим співвідношення до рудних покладів всі розривні порушення поділяються на дорудні, ті що утворилися під час зруденіння та післярудні.

Дорудними є крупні, протяжні розривні порушення, а також кільцеві розломи, що слугували каналами для вулканічної діяльності, а також такими, що визначили положення інтрузивних масивів та дайок рудоносних магматичних комплексів. У більшості випадків дорудними є:

- тріщини окремості інтрузивних масивів;

- тріщини в осадових та метаморфічних породах, що співпадають з площинами нашарування та сланцюватості;

- січні розломи, що пов’язані зі складчастістю або є накладеними на неї.

До дорудних також відносять і явища тектонічного розлінзування окремих пластів в метаморфічних товщах.

Тектонічні елементи, що проявилися до зруденіння, мають велике значення для локалізації руд. На початку процесі рудоутворення вони, як правило, бувають закритими або заповненими різними продуктами магматичної діяльності, але представляють собою ті послаблені напрямки, за якими простіше за все відбувається розрядження напружень. Безпосередньо перед рудоутворенням вони підновлюються, тобто за ними відбуваються рухи, виникають порожнини, в яких відбувається просочування рудоносних розчинів, які піднімаються знизу. Але рудоносні тріщини не завжди наслідують дорудні розривні порушення. У зв’язку зі зміненням орієнтації вісей тектонічних напружень у ряді випадків виникають нові тріщини, з характерними для них елементами залягання.

Необхідно відмітити, що дорудні розривні порушення, які заповнені магматичними породами, а також представлені зонами брекчіювання та розслінцювання порід з тектонічною глинкою, що впливає на локалізацію зруденіння. Вони відіграють роль напівпроникних екранів, що заважають проникненню рудоносних розчинів або сульфідних розплавів для ліквацій них родовищ.

На рис. 21 показане співвідношення гідротермальних жил з дорудними розривними порушеннями, які представлені розсланцьованими породами з тектонічною глинкою. Співвідношення сульфідних мідно-нікелевих жил Мончегорського родовища з розривними порушеннями наведене на рис. 22.

Визначення вікових співвідношень рудних тіл з розривними порушеннями, що їх обмежують має не тільки теоретичне але і дуже велике практичне значення. Визначивши дорудне закладення вивчає мого розлому, необхідно мати на увазі, що рудна жила може обмежуватися цим порушенням та виклинюватися (рис. 21, а; 22, а), але не виключений варіант, що вона буде продовжуватися з іншої сторони порушення (рис. 21, б; 22, в). При зустрічі з дорудним розривним порушенням жила може збільшитись у потужності, а рудні прожилки можуть проникнути у розсланцьовані та подріблені породи. Тектонічна глинка у дорудному порушенні, як правила, зазнала гідротермальних змін (хлоритизація, серицитизація, піритизація). І якщо вздовж вивчає мого дорудного розривного порушення не проявлені більш пізні тектонічні рухи, то руда буде, як би припаяна до тектонічної глинки, та виявиться монолітною, не подрібленою.

Рис. 21. Співвідношення рудних жил з дорудними розривними порушеннями.

а – збільшення потужності жили на контакті дорудної тріщини; б – план покрівлі гірської виробки родовища Букука (виділяється обмеження за простяганням кварцової жили та дайки діабазового порфіриту дорудним розривним порушенням)

1 – граніти; 2 – гранодіорити; 3 – діабазовий порфірит; 4 – роз сланцювані породи; 5 – тектонічна глинка; 6 – тектонічний шов; 7 – рудна жила.

Рис. 22. Співвідношення рудних жил Мончегорського родовища з розривними порушеннями (за П.В.Ляліним, 1956).

а – виклинювання рудної жили, що примикає до скиду; б – проникнення сульфідів у зону скиду та ознаки після рудного переміщення; в – пересічення скиду рудними тілами.

1 – піроксеніти; 2 – зони розсланцьованих порід; 3 – тектонічна глинка; 4 – рудні жили.

Розривні порушення, що виникли безпосередньо перед відкладенням руд, а також під час рудовідкладення називаються рудоносними. У одних випадках вони наслідують раніше закладені розривні порушення, а в інших – пересікають їх. Дуже часто ці розриви приурочені до контактів порід, що мають різні фізико-механічні властивості, наприклад, до контактів дайок інтрузивних порід, але вони можуть бути локалізовані і у тілі дайок.

Інформацію про генетичний тип тріщин, що виникли безпосередньо перед відкладенням руди, разом з геологічними фактами (зміщення контактів порід, наявність тектонічної глинки та ін.) можна отримати в результаті вивчення морфології рудних тіл. Але це можливе тільки у тому випадку, якщо рудне тіло утворилося головним чином шляхов виповнення відкритих порожнин. Але рудні тіла у багатьох випадках формуються при значному впливі метасоматичних процесів та активному впливі вміщаючи порід. І нерідно виявляється, що навіть плитоподібні жили з витриманою потужністю в інтрузивних породах формувалися метасоматичним шляхом. Томі для виявлення генетичного типу рудовмісних тріщин треба проводити дуже ретельний аналіз.

Під час мінералізації рудоносні тріщини часто не однократно підновлюються. Відбуваються зміщення, що обумовлюють стадійність рудного процесу (рис. 23). Прояв рудоносних тріщин може відбуватися як шляхом розходження стінок тріщин, так і шляхом переміщення блоків порід вздовж тріщини. Особливо важливо встановити напрямок переміщень, що передували продуктивній стадії мінералізації, тому що це має дуже важливе значення при виявленні збагачених ділянок. Рухи за тріщинами визначаються шляхом спостережень над зміщенням контактів гірських порід, які вони перетинають або більш ранніх рудних жил. Для визначення напрямку руху враховується нахил борозн ковзання на стінках тріщин.

Рис. 23. Співвідношення кварцових, сульфідних та барит карбонатних жил. Зарисовка забою.

1 – граніт-порфіри; 2 – сульфідна жила; 3 – кварцова жила; 4 – барит-анкеритова жила.

Післярудні розривні порушення є такими, що пересікають не тільки руду але і мінеральні асоціації самих пізніх безрудних стадій. Вони ускладнюють форму рудних тіл, розділяють їх на окремі блоки та переміщують один відносно одного (рис. 24). Частіше такі порушення приурочені до контактів рудніх тіл і тоді вони тільки відділяють руду від вміщуючої породи. Іноді післярудні порушення представлені представлені практично повністю тектонічною глинкою, що містить дрібні кутасті уламки руди та вміщіющих порід. Але частіше вони представлені зонами дроблення з кутастими або округленими уламками руди або вміщаючи порід, що зцементовані тектонічною глинкою.

Рис. 24. Приклади післярудних розривних порушень.

а – у післірудному порушенні спостерігаються уламки руди, а поблизу розлому – слабкі вигини рудної жили; б – зміщення рудних жил Балахчінського родовища.

1 – граніти; 2 – розсланцьовані граніти; 3 – рудні жили; 4 – післярудні порушення з рудною брекчією (а) та тріщини (б).

Забарвлення після рудної тектонічної глинки залежить від забарвлення розтертих мінералів. Післярудна тектонічна глинка не несе слідів хлоритизації, серицитизації або будь яких гідротермальних змін.

Поблизу післярудних порушень можуть виникнути вигини рудних жил, а вздовж них часто простежуються уламки подрібненої руди. В площині порушення спостерігаються блискучі дзеркала та штрихи ковзання.

Таким чином, виявлення дорудних, рудних та післярудних розривних порушень, а також історія формування окремих розломів є важливою задачею дослідження структури рудних полів та родовищ. Детальні дослідження вказують на те, що під час розвитку і формування структури родовищ генетичний тип розривних порушень одного з напрямків можуть змінюватися. Це виражається в наступному: рудні жили часто співпадають з контактами дайок магматичних порід, причому дайки виповнюють тектонічні тріщини відриву, а рудні жили приурочені до тріщин відколювання, тобто дорудні тріщини відриву під час рудоутворення переходять у тріщини відколювання (рис. 25).

Рис. 25. Приуроченість рудної жили до дайки діабазових порфіритів.

1 – граніт; 2 – діабазовий порфірит; 3 – рудна жила.