Текстуры твёрдой стадии становления интрузива

Уже на стадии остывания и затвердевания магмы интрузия вступает в трещинную стадию развития. Начало образования трещин происходит ещё на более ранней стадии, когда трещины в вязкой магме приводят к обособлению в ней шлиров. По мере затвердевания магматического материала влияние возникающих трещин на строение интрузии всё более усиливается. Вначале трещины появляются во внешней оболочке массива, затем проникают во вмещающие породы и в ядерную часть массива.

По мере затвердевания магматического материала в интрузии возникает система, состоящая из трёх рядов взаимно перпендикулярных (поперечных, продольных и «пластовых») и нескольких рядов по-разному ориентированных плоскостей (диагональных, краевых и др.) разрывов (рис. 4.28 - 4.30).

Рис. 4.28. Взаимоотношения элементов линейной структуры гранита с трещинами. I – продольный разрез интрузива; II – поперечный разрез интрузива; III –отдельный структурный блок из верхней части интрузива; L – пластовые трещины; S – трещины сжатия (продольные); Q – трещины разрыва (поперечные) с минеральными выполнителями. Чёрточками показаны линейные элементы интрузива.	Рис. 4.29. Связь первичных трещин с первичными структурами течения, по Хатчисону (Hutchison, 1956). 1 – подчинённое движение на стадии течения с периферическим растяжением во время внедрения; 2 – боковое движение кристаллизующейся магмы во время движения по α; 3 – структура плоского течения; 4 – линейность; 5 – главное направление движения магмы на стадии течения.

Рис. 4.30. Блок-диаграмма Г.Клооса с главными системами (типами) трещин в батолите. Трещины: Q – поперечные, S – продольные, L – пластовые (пологолежащие), P (STR) – диагональные или плоскости растяжения (пологие сбросы). F – линейные текстуры течения. А – дайки аплитов по трещинам Q и L..

Поперечные трещины (Ｑ) – трещины растяжения (разрыва), ориентированные перпендикулярно к линейной ориентировке. Там, где линейная ориентировка вертикальна, поперечные трещины горизонтальны, а при горизонтальной ориентировке линейности – вертикальны. Поперечные трещины могут быть заполнены дайками различного состава, пегматитами, кварцевыми жилами или гидротермальными минералами (хлоритом, эпидотом, мусковитом, кварцем, флюоритом, пиритом и др.).

Продольные трещины (S) – трещины сжатия, ориентированные параллельно линейной ориентировке, крутозалегающие и расположенные перпендикулярно по отношению к поперечным трещинам. Они развиваются хорошо тогда, когда линейная ориентировка имеет небольшое погружение. Имеют более грубую поверхность и более протяжённые, чем поперечные трещины и прожилки гидротермальных минералов в них более тонкие. Могут быть «залечены» аплитами, пегматитами и дайками различного состава.

«Пластовые» или контактовые трещины (L) – трещины, располагающиеся параллельно структурам движения и часто имеют горизонтальное положение. Плоскости этих трещин неровны, изобилуют крупными и мелкими неровностями. Обычно плоскости трещин Lвыявляются в зоне выветривания, где порода приобретает ясно выраженную пластовую отдельность. Эти трещины, подобно другим, могут быть пустыми, а могут быть и заполнены гидротермальными минералами, аплитом, пегматитами и дайками различного состава. Когда они не заполнены, их трудно отличить от сланцеватости. Образовались они, вероятно, при уменьшении магматического давления.

Диагональные трещины (P) – трещины скалывания, располагающиеся примерно под углом 45° к простиранию линейной ориентировки. Поверхности трещин в основном ровные и гладкие, но иногда на них отмечаются штрихи и борозды скольжения, что может свидетельствовать о перемещениях фрагментов вдоль этих трещин. Они могут быть пустыми, либо заполненными прожилками гидротермальных минералов, или, наконец, дайками.

Краевые трещины (рис. 4.30) трещины растяжения, падающие под углом 45° внутрь интрузива. Они образуются в боковых породах плутона под действием пары сил, возникающей в результате давления поступающей и ещё достаточно жидкой магмы на затвердевшие боковые породы.

В процессе становления массива, кроме выше указанных разрывов, в боковых породах плутона в условиях растяжения кровли могут возникать пологопадающие сбросы гравитационного типа, называемые плоскостями растяжения, и – краевые надвиги (краевые крутые надвиги) (рис. 4.30). Иногда они могут быть выполнены кварцевыми жилами, аплитами, пегматитами и дайками разного состава.

Методика изучения и анализа трещин была описана ранее в разделе «Трещиноватость». Прослеженные трещины наносятся на структурную карту плутона при помощи стандартных условных знаков, рекомендованных в соответствующих инструкциях (рис. 4.33).

Структурный блок

Для наглядного изображения взаимоотношений между структурами течения и первичными трещинами Г. Клоос предложил простую модель – структурный блок. Она очень проста и вместе с тем очень удобна при решении различных вопросов структурного анализа интрузивных тел. В простейшем случае – это коробка спичек с начерченными на её стенках структурными элементами. Широкая стенка коробки соответствует поверхности первичной полосчатости и первичным трещинам, параллельным пластовым. Спички в коробке соответствуют линейности в интрузивном теле. Поверхности коробки, перпендикулярные спичкам, – поперечные трещины, а узкие поверхности – продольные трещины. Диагональные трещины тогда следует нарисовать так, чтобы биссектрисой двугранного угла между ними были поперечные трещины.

Встречаются различные случаи положения структурного блока в интрузиве с полосчатостью и линейностью. Вертикальное положение типично для вертикальных интрузивов, а при горизонтальном – плутон относится к горизонтальным. Определение положения структурного блока в различных частях интрузивного тела является одной из важнейших операций при структурном анализе интрузивных тел.

Для статистической обработки структурных данных можно использовать «розы-диаграммы», но наиболее удобными и информативными являются стереографические равноплощадные сетки Ламберта-Шмидта, Каврайского и др. Для изотропных тел статистическая обработка структурных элементов не имеет смысла. У анизотропных интрузивных тел анизотропия может быть разной, поэтому, в первую очередь, нужно определить к какому типу анизотропии относится массив. В грубом приближении можно выделить два типа анизотропии интрузивных тел (4.31).

Рис. 4.31 Различные типы анизотропии интрузивных тел (в плане). а – структура интрузивного тела характеризуется выдержанным положением структурного блока в пространстве; б – положение структурного блока в различных участках интрузивного тела меняется.

В первом типе (на примере батолита) положение структурного блока при его перемещении не меняется, а во втором (на примере кольцевой дайки) – положение структурного блока будет меняться при продвижении в направлении, параллельном стенкам дайки (при постоянстве линейности и поперечных трещин будет меняться положение полосчатости и продольных трещин). К интрузивным телам с анизотропией второго рода, кроме кольцевых даек, относятся штоки и центральные интрузии.

Пример построенной структурно-петрологической карты приведён на рис. 4.32, а необходимый набор условных знаков структурных элементов приведён на рис. 4.33.

Рис. 4.32. Геологическая (слева) и структурно-петрологическая (справа) карты одного и того же кристаллического массива (по Р. Болку). 1 – гнейсы; 2 – сланцы; 3 – сиениты; 4 – граниты; 5 – туфы; 6 – направление трещин; 7 – направление плоскостей течения и сланцеватости; 8 – направление линий течения. Штрихи – простирание линий течения и гнейсовидность. Сплошные линии – простирание сланцеватости.

Рис. 4.33. Условные обозначения структурных элементов пород на структурно-петрологических картах и разрезах. 1-5 – первичная полосчатость при различных наклонах к горизонту; 6-10 – первичные трещины; 11-13 – лини течения; 14 – флюидальные плоскостные текстуры; 15 – трахитоидные и полосчатые плоскостные текстуры; 16-20 – соотношение между линейностью и полосчатостью; 21-22 – линии течения (21 – горизонтальные, 22 – наклонные); 23 – сланцеватость, зеркала и борозды скольжения; 24 – залегание поверхностей кливажа и сланцеватости; 25 – ориентировка шарниров мелких складок; 26 – ориентировка минеральной линейности в метаморфических породах; 27 – элементы залегания трещин.

Литература

Болк Р. Структурные особенности изверженных горных пород. – М.-Л., Госгеолтехиздат, 1946. - 212 с.

Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование. – М.: Недра, 1984. – 464 с.

Полевая геология. Справочное руководство (под ред. В.В.Лаврова, А.С.Кумпана). – Л.: Изд. «Недра», 1989, кн. 1. – 400 с.

Биллингс М.П. Структурная геология (перевод с английского). - М.: изд. Иностранной литературы, 1949. – 431 с.

Методические указания по геологической съемке масштаба 1:50 000. Вып.3. Геологическая съемка интрузивных образований /В.М. Немцович, В.Ф. Николаев, Т.В. Перекалина и др. – Л ., Недра, 1972. - 320 с

Глава 5: Геологическое картирование вулканических пород

Вулканические породы широко распространены в земной коре и встречаются среди комплексов горных пород, образовавшихся, начиная с раннего архея вплоть до современного времени. Образовывались они в рифтах континентов и океанов, в складчатых областях и в зонах эндогенной активизации платформ. В зависимости от химического состава вулканические породы подразделяются на: ультраосновные (пикриты), основные (базальты), средние (андезиты), кисло-средние (дациты и риодациты), кислые (риолиты), субщелочные фельдшпатоидные (трахибазальты, трахиандезиты, трахидациты и др.), субщелочные безфельдшпатоидные (трахиты, щелочные трахиты и трахидациты и др.) и щелочные (щелочные пикриты, мелилититы, нефелиниты, фонолиты и др.) и прочие промежуточные по составу породы.

С вулканогенными и вулканогенно-осадочными формациями связаны месторождения сульфидных руд, чёрных металлов, фосфатов, неметаллического сырья, стройматериалов и др. Ход вулканического процесса зависит от газового режима, химического состава поступающей магмы и тектонических процессов, предшествующих и сопутствующих этому процессу. Вулканические породы по способу образования можно подразделить на эффузивные, эксплозивные и экструзивные породы.

Эффузивные породы образуются при излиянии и растекании по земной поверхности магматического расплава, т.е. лавы и лавобрекчии.

Экструзивные породы образуются при выдавливании лавы кислого или среднего состава на поверхность в вязком или затвердевшем состоянии в виде валов, куполов или шпилей. При извержении лав основного состава преобладают лавовые излияния, а при извержениях более вязких кислых лав большую роль играют продукты эксплозивной деятельности, если в них содержится в большое количество летучих компонентов, и экструзии, если процесс извержения менее динамичен.

Эксплозивные (взрывные) породы образуются при выбросе в воздух (или в водный бассейн) под большим давлением магматического материала, насыщенного газами и парами воды, которые при возникающем резком перепаде давления разбрызгивают и распыляют магму, и дальнейшем оседании на поверхности или на дне бассейна.

Вулканические породы – один из наиболее сложных для изучения объектов в геологии. Эту сложность определяют ряд факторов.

1. Многообразие сложенных ими геологических тел. Во-первых, вулканогенные породы слагают хорошо стратифицированные толщи и соответственно пластообразные тела. Во-вторых, они образуют разнообразные по форме интрузивные субвулканические тела. Это предполагает двойственность в методическом подходе к изучению вулканитов – использование методик исследования осадочных и интрузивных пород одновременно.

2. Сложность полевой диагностики вулканитов, поскольку чисто магматические эффузивные породы в большинстве случаев скрытокристаллические, что затрудняет привлечение минералогических критериев при их определении, а наиболее распространённая в природе группа – вулканокластические породы – представляет собой механические смеси магматической и осадочной составляющих, процентное соотношение которых варьирует, и выяснение их роли, необходимое для определения породы, весьма затруднено.

3. Большая изменчивость признаков и характеристик пород и слагаемых ими тел, что является отражением фациальной пестроты.