Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

127_p2487-01_D3_856

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
15.04.2023
Размер:
17.65 Mб
Скачать

 

 

Так, для раннерудного этапа вдоль

 

Талатуйского

сдвигового

дуплекса

 

чалось частое чередование участков трех-

 

осного сжатия с участками с трехосным

 

растяжением (см. рис. 29). Позднее они

 

трансформировались в обстановки одно-

 

осного напряженного состояния (см. рис.

 

30). Подобное поведение отмечается в

 

пределах Любавинской зоны (см. рис. 41),

 

вблизи жил Дарасунского месторождения

 

(см. рис. 66 и рис. 71) и т. д. При этом, как

 

указывалось, одноосное состояние наибо-

 

лее характерно для обстановок внутри-

 

рудного периода деформирования на всех

 

изученных нами золоторудных месторож-

 

дениях.

 

 

 

 

 

 

Для условий мезозоны эволюци-

 

онный переход из одного трехосного на-

 

пряженного состояния в другое трехосное

 

происходит не сразу, как это было харак-

 

терно для эпизоны, а через две промежу-

 

точные стадии (см. рис. 30; 31; 32). В про-

 

межуточные стадии воссоздаются обста-

 

новки

одноосного

и осесимметричного

Рис. 135. Варианты для двух типов эволюции

ПТН, или, как его еще называют для усло-

полей тектонических напряжений при смене знака

вий больших глубин, обстановок «всесто-

тектонического поля (а) и вариациях видов напряжен-

ронне высокого напряжения» (ВВН). Наи-

ного состояния (б-г) для обстановок: «тип – А» – пря-

более частым на изученных месторожде-

мой вариант, «тип – Б» – обратный. Обстановки: а–в –

ниях

мезозоны

был

переход

трехосного

условия эпизоны и мезозоны, г – условия катазоны.

напряженного

состояния

сначала в осе-

1–4 – типы напряженного состояния: 1 – гидро-

симметричное, а затем – в одноосное (Да-

статическое, 2 – близгидростатическое (осесимметрич-

расунское, Талатуйское,

Карийское). В

ное), 3 – трехосное, 4 – одноосное; 5 – направления сме-

предложенной классификации типов смен

ны напряженного состояния; 6 – обстановки тектониче-

 

 

 

 

 

 

ского поля: а – сжатия, б – растяжения

динамических режимов эти случаи соот-

ветствуют трехэтапной модели деформирования (рис. 135, в). Трехэтапная смена напряженного состояния (одноосное горизонтальное растяжение → чистый сдвиг (дилатансия) → одноосное горизонтальное сжатие) отмечалась Ю. Л. Ребецким [2007] для случаев резкого возрастания касательных напряжений, отмечающихся перед землетрясениями, имеющих гипоцентры на глубинах до 8–10 км.

Следовательно, в моделях дизъюнктивного деформирования, по причине последовательного наложения столь разных структурных планов, идет совмещение фигур куба деформирования с пирамидой скола и конусами скола. В общем итоге малые структурные формы месторождений мезозоны образуют структурный парагенез, описываемый фигурой конусогексаэдра дизъюнктивного деформирования.

В условиях катазоны деформирование идет преимущественно в вязкопластическом режиме (тело Максвелла), характеризующимся площадным квазипластическим течением всего горного массива, которое в редкие периоды заменяется упругохрупким деформированием. При активном квазипластическом течении ведущей является обстановка собственно гидростатического и близкого к нему объемных напряжений. Их разрядка либо наложение на гидростатическую составляющую (шаровый тензор) девиаторной нагрузки происходит закономерно последовательно, т. е. в виде четырехстадийного процесса, способного идти по двум направлениям (А и Б) (рис. 135, г). Трансформация вида напряженного состояния, к примеру, по схеме вари-

анта «Б» идет в последовательности: гидростатическое напряжение № 1

осесимметричное

(ВВН)

трехосное

одноосное

гидростатическое № 2. Тем самым переход от гидроста-

тического состояния № 1 снова в гидростатическое состояние № 2 отмечает цикличность про-

220

цесса деформирования (первый цикл). Иногда процесс идет по обратному направлению: от гидростатического к одноосному, трехосному и осесимметричному, с переходом в гидростатическое (второй цикл). Однако по динамической направленности это будет уже второй тип развития, т. е. вариант «А».

Совершенно не исключено, что эволюция процессов рудообразования может начинаться не с гидростатического, а с любого другого вида напряженного состояния. В условиях мезозоны и эпизоны такая идеальная последовательность обычно нарушается, и тогда из закономерного ряда выпадают отдельные стадии-состояния. Причиной этих обстоятельств выступают произошедшие структурные перестройки, вызванные уже внешними (надсистемными) динамическими воздействиями. Такое явление, к примеру, может произойти, если гидростатически напряженная система будет вскрыта открытыми каналами. И вместо трехэтапной последовательности обстановок деформирования (типа «Б») сразу наступит обстановка одноосного напряженного состояния.

Очень маловероятным, но не запретным, является путь прямого перехода гидростатического состояния в трехосное. Рассматриваемое явление может произойти только в редких случаях, когда среда резко охрупчивается, т. е. идет «мгновенное» изменение физикомеханических свойств, скорость деформирования возрастает многократно, вид девиатора напряжений резко меняется и т. п.

Проявление на формирующихся месторождениях стадий близгидростатического состояния распознается по ряду косвенных данных.

1.Наличие систем коротких, имеющих различную ориентировку трещин отрыва, залеченных одновозрастными минеральными ассоциациями. Среди них наиболее распространенными оказываются пологонаклонные системы жил, образующие погоризонтные рудные залежи (Южный штокверк Балейского месторождения) (см. рис. 110).

2.Распространение в пологих жилах крупных «плавающих» обломков ксеногенного материала (ксенолитов), привнесенного с нижних горизонтов месторождения или из вмещающих пород.

3.Наличие следов разноориентированных малоамплитудных смещений вдоль жиловмещающих структур.

4.Взаимное смещение жил при явной их одновозрастности и однотипности.

Все вышеуказанные факты служат признаками присутствия в объеме месторождения высокого флюидного давления, которое способствовало максимальному приоткрыванию пологих жиловмещающих полостей в направлении к дневной поверхности по типу гидравлического домкрата. Находившиеся в таком состоянии неустойчивого равновесия «поддомкраченные» блоки вмещающих пород могли шарьироваться в произвольных субгоризонтальных направлениях на одном и том же рудном участке. Подобный тип горизонтального перемещения способствует приоткрыванию и крутонаклонных трещин отрыва.

Из всех видов состояний осесимметричное напряжение является наиболее неустойчивым, отличающимся небольшими различиями величин трех главных нормальных напряжений [Кузнецова, 1991; Наймарк, 1998; Талицкий, 1999]. Неустойчивость понимается в возможности деформируемой системы легко менять свой вектор тектонического транспорта. В истории формирования структур многих гидротермальных месторождений, несмотря на динамическую неустойчивость осесимметричного напряжения, данное состояние, как это выявлено нами, было предопределяющим. Оно контролировало ориентировку наиболее продуктивных жил и прожилков. Связь осесимметричного состояния со степенью рудоносности, по-видимому, объясняется, как и в случае гидростатического состояния, с повышенной флюидизацией вмещающих горных пород, отмечавшейся в период рудообразования. При этом господствующим оно было не по всему объему горного массива, а только в пределах взаимосвязанных приоткрытых полостей, заполненных рудным раствором.

Одноосное напряженное состояние, как и осесимметричное, в традиционных структурных реконструкциях рудоконтролирующих элементов для эндогенных месторождений обычно не рассматривается. Первой причиной их упущения служит недостаточный объем структурных замеров (менее 120–150), столь необходимый для выделения этих систем. Второй причиной является отсутствие в выборке, помимо замеров «сухих» трещин, еще и большого количества элементов залегания жиловмещающих полостей и рудных прожилков. При этом необходима большая точность (в пределах 2–3°) как в отборе замеров элементов залегания таких плоско-

221

стей, так и точность при стереографических построениях. Широко используемые старые компьютерные методы в построении диаграмм, увы, часто загрубляли тонкие детали в рисовке изоконцентрат.

Общие пути тектонической релаксации при формировании гидротермальных место-

рождений. Основным содержанием рассмотренных выше вариаций вида напряженного состояния является переход сильно флюидизированных систем, подверженных тектоническому воздействию, из лабильного состояния в метастабильное и затем в равновесное. В ходе перестроек структур месторождений при σрег = const и стремлению такой системы организации к минимуму производства энтропии она в конечном итоге выбирает путь, приводящий к максимуму диссипации энергии при минимуме энергетических затрат на предшествующую структурную перестройку. Данный максимально эффективный способ как можно быстрого рассеивания внутренней энергии Ю. Л. Ребецкий [2007] определил для условий квазипластического течения трещиноватых сред как закон «максимально эффективной диссипации энергии» (МЭ-

ДЭ). Им при анализе результатов сильных землетрясений выявлено, что направления сейсмогенных разрывов диктуются не требованием их совпадения с площадками действия касательных напряжений, господствовавших в очаговой зоне, а стремлением тензора снимаемых в очаге деформаций стать подобными тензору упругих деформаций, сформированному в среде до землетрясения. В метастабильном состоянии закон МЭДЭ выполняется лишь для стадий установившегося квазипластического течения горных пород. При этом скорость такого течения определяется скоростью перевода упругих деформаций в квазипластические.

Поэтому в условиях катазоны переход от одного вида напряженного состояния к другому и происходит путем последовательной трансформации тектонического поля либо по пути Б (гидростатическое → близгидростатическое → трехосное → одноосное), либо по пути А, т. е. в обратном направлении. По какому именно из этих двух возможных направлений релаксации пойдет флюидизированная система, зависит от случайного фактора, т. е. наличия точки бифуркации.

Как указывалось выше, для эпи- и мезозон такая идеальная схема эволюции ПТН нарушается наличием «критических точек», в которых система в своем развитии как бы перепрыгивает через ряд промежуточных тектонодинамических состояний. Их появление определяется периодами временного и локального по масштабу накопления в деформируемой системе аномально высоких тектонических напряжений и аномально высоких флюидных давлений. Участками накопления высоких и сверхвысоких напряжений выступают различного рода дефекты и структурные неоднородности среды. Последние представлены жесткими и мягкими включениями типа крупных блоков, размеры которых определяют формирование «среды со структурой» либо «среды с конечным геологическим телом» (см. разд. 1.2). В обоих случаях такие среды имеют двойственную природу прочности. Первая прочностная характеристика определяется минимальным сопротивлением сухого трения вдоль уже существующих разрывов. Эта прочность характерна для межблоковых зон, где идут процессы релаксации тектонических напряжений. Вторая прочностная характеристика зависит от предела прочности ненарушенных участков, характерной для внутренних частей блоков, где уровни касательных напряжений могут быть более значительными, чем для межблоковых зон.

Любую тектонодинамическую систему, накопившую высокие напряжения, можно рассматривать по типу сейсмического блока, который способен, не доходя до точки главного динамического срыва (предела прочности), переходить в условия неустойчивого равновесия, где

ибудут идти антиэнтропийные процессы, т. е. формироваться структуры самоорганизации. В масштабах реальной геологической среды, имеющей блочное строение, участки релаксации и концентрации тектонических напряжений рангово чередуются, как это имеет место при взаимоотношениях сейсмического окна (участка релаксации) и очаговой зоны (участка концентрирования) (рис. 136). В очаговой зоне, помимо накопления тектонической энергии, определенная ее часть идет на конструктивные перестройки структуры системы, увеличивая тем самым самоорганизацию этих очаговых зон. По нашему мнению, близкий стиль развития характерен

идля рудообразующих систем, т. е. месторождений, которые можно также рассматривать в качестве очаговых зон, сформировавшихся при развитии рудоносного блока. Во-первых, рудные тела есть не просто скопления рудных минералов, а есть участки, где произошло значительное концентрирование химической энергии и структурных напряжений (свободной энергии). Во-вторых, вокруг золоторудных тел есть отрицательные геохимические аномалии золо-

222

Рис. 136. Принцип ранговой соподчиненности энтропийных и антиэнтропийных процессов в сейсмогенных (А) и рудоносных (Б) структурах.
1 – участки протекания энтропийных процессов (релаксации тектонических напряжений и рассеивания рудных компонентов): а – слабой интенсивности, б – высокой; 2 – участки протекания антиэнтропийных процессов: а – слабой интенсивности, б – высокой интенсивности;3 – разломы, активно релаксирующие тектонические напряжения; 4 – направления миграции флюидов и рудных компонентов

та, т. е. участки оттока рудных компонентов, контуры которых наследуют ареалы повышенной трещиноватости, которые соответствуют участкам релаксации. Поэтому такое строение рудовмещающих структур способствует явлениям стягивания из флюидизированного блока и концентрированию рассеянных рудных компонентов и флюидов. В итоге в системе образуется центростремительный характер циркуляции флюидов, направленный в более тектонически зрелые (энергетически проработанные) участки. Поэтому более богатые руды всегда располагаются в центральной части месторождений, т. е. там, где наиболее развитой оказалась сеть мелких трещин ортогонального плана. Следовательно, формирование рудных тел есть процесс антиэнтропийной упорядоченности и структурно-вещественной организации, а в определенных случаях и самоорганизации.

Динамические типы рудоконтролирующих структур и пути их эволюции. Как установлено для динамических режимов изученных месторождений, общим мотивом развития тектонических процессов (особенно для дорудных периодов), имеющих в своей компоненте значительную упругую составляющую, является закон обратной смены динамических обстановок. Начальный этап тектонического нагружения позднее сменяется прямо противоположным режимом релаксации (заключительный этап). Этой сменой обусловливается частое чередование внутри цикла деформирования фаз сжатия – растяжения (или растяжения – сжатия). Вид и ход данного процесса деформирования зависит от соотношения скоростей роста тектонических напряжений (vн) и скоростей релаксации (vр). От их соотношения в прямой зависимости находится и скорость развития деформационных структур. По величине скорости деформирования обычно выделяют сейсмогенные и несейсмогенные (криповые) разрывы.

По показателю скорости релаксации В. Г. Талицкий и В. А. Галкин [1989] предлагают различать два типа условий деформирования. А. Обстановки vн /vр 1, т. е. когда внутренние напряжения растут быстро, и если предел прочности достигнут, то в деформируемом объеме возникают хрупкие разрывы. Б. Если vн /vр=1, то система находится в состоянии динамического равновесия. Следовательно, напряжения успевают релаксировать и объем деформируется в криповом режиме (способом тектонической ползучести). Однако этот тип подразделе-

ния тектонических структур не является полным, так как не охватывает весь спектр скоростей и механизмов деформирования. Нами предлагается, в зависимости от видов (механизмов) и времени деформирования (дизъюнктивном, пликативном и инъективном), выделять пять ди-

намических типов (рис. 133).

 

I. Тип пониженной тензоинтенсивности, т. е. криповой активности (V

V ), где

V – это скорость роста тектонических напряжений (ГНН), а V – скорость релаксационной деформации. Возникшие в таких условиях небольшие тектонические напряжения релаксируют

223

полностью, нередко сопровождаясь появлением микроскладок расплющивания. Данный механизм обычно реализуется при вязкопластичном деформировании типа «холодной» (допредельной) пластичности и ползучести. Скорость деформирования в периоды интенсификации пластического деформирования меньше 0,01–0,001 м/год. Тип деформационных структур – рассеянные зоны прерывистого кливажирования и рассланцевания, а также внутрипластовые складки расплющивания и волочения, купольные структуры.

II. Собственно криповый (VV ). Тип деформирования упруго-хрупкий, иногда суммарная скорость – до 1 м/год. Тип деформационных структур – отдельные мелкие, иногда протяженные сколы, складки скола и трещинно-кольцевые формы.

III. Переходный от криповых к сейсмогенным (V = V ). По В. Г. Трифонову [1983], это импульсно-криповый режим развития разломов в условиях мелкой, но активной сейсмичности. Тип деформирования – катакластическая пластичность (среда упруго-вязко- пластичная), суммарная скорость деформирования по зоне до 10 м/сутки. Тип деформационных структур – вязкие разрывы (разрывы без главного шва, т. е. шер-зоны), диапиры, складконадвиги, экструзии, интрузии.

IV. Собственно сейсмогенный (V V ). Скорость роста разрывных нарушений в периоды интенсификации релаксационных процессов сильно варьирует, с приближением в отдельные моменты до 100 м/с. Свойство среды – упруго-пластичное. Тип разрывов – шовные зоны (линейные и кольцевые), сопровождаемые комплексами разнообразных оперяющих трещин. Из пликативных – складки излома, а из инъективных – кальдеры обрушения.

Рис. 137. Идеализированная схема поведения тектонодинамических систем в зависимости от величины деформации ( ) и продолжительности нагружения (t) для различных ходов течения деформационных процессов: I – «холодной» пластичности ( ), II – крипового деформирования ( ), III – квазипластического деформирования («катакластическая пластичность») (= или ), IV – сейсмогенного ( ), V – взрывного ( ).

1–4 – параметры состояния тектонодимамических систем: 1 – истиннопластичное, 2 – упругое с хрупким типом разрушения, 3 – упруго-вязко-пластичное, 4 – запредельно хрупкое; 5–7 – типы структурной организации: 5 – вызванное (наложенное) структурообразование, 6 – переходный тип («структурная организация»), 7 – структурная самоорганизация.

Типы тектонического течения (V): А – пассивного ламинарного течения, Б – конвективноволнового, В – турбулентного. Типы ползучести: а – неустановившейся, в – установившейся, с –

ускоренной ползучести. Типы реологических моделей: К – Кельвина, М – Максвелла, SV – Сен-Венана. Классы систем по энтропийности-упорядоченности (по табл. 4.1): К-I – высокоэнтропийные (не-

структурированные), К–II – близкие к высокоэнтропийным (малоструктурированные), К–III – близкие к малоэнтропийным («среднеструктурированные»), К–IV – малоэнтропийные (высокоструктурированные)

224

V. Запредельно сейсмогенный, или взрывной (V V ). Скорость роста тектонической нагрузки, предшествующей землетрясению, многократно больше скорости происходящих при этом скоростей релаксационных деформаций. Кольцевые разрывы образуются главным образом за счет прохождения ударных волн (vр близка к скорости звука). Среда при подобном типе природных взрывов выступает в качестве «ультрахрупкой». Шовные зоны разрывов (сильно ветвящиеся и извилистые) практически не сопровождаются значимыми системами оперяющих трещин, а развивающиеся диатремы эксплозивного брекчирования имеют геометрически правильные формы и вертикальные каналы. Приведенные скорости деформирования являются, большей частью, условными и отражают только их относительное соотношение с типами предыдущих и последующих условий деформирования.

Похожий пятиранговый тип членения механизмов деформирования для дизъюнктивных структур можно вывести и из особенностей разрушения упруго-вязко-пластичных сред, отображенных на стандартном графике зависимости ( – ) (рис. 138, б). На представленном графике отчетливо выделяется пять интервалов, соответствующих различным состояниям тектонодинамических систем: I – «холодной» пластичности (истинно пластичное), II – упругохрупкому разрушению (вязкоупругое деформирование), III – катакластической пластичности (квазипластического течения при упруго-вязко-пластичном деформировании), IV – потери устойчивости и хрупкого разрушения, V – распада системы и полной структурной релаксации. Ряду механизмов отвечают определенные структурные парагенезы вторичных трещин, которые будут рассмотрены в конце раздела.

Взависимости от величины тектонических усилий и скорости их приложения меняется

ивид напряженного состояния деформируемой геологической среды в разные моменты ее развития. Все теоретически возможные девять путей эволюции такой нагружаемой системы нами показаны в виде дихотомической схемы (рис. 138, а). В ней узлы сопряжения отвечают точкам бифуркации (расхождения путей) и «антибифуркации», т. е. их схождения. Замкнутые контуры соответствуют замкнутым (автоволновым) процессам (путь № 6). Гидростатическое состояние означает точку вымирания системы, т. е. ее прихода в равновесное состояние до достижения системой условий релаксации (путь № 7). Релаксация может, помимо асейсмогенных путей (направления № 1, 2, 4, 7), иметь и сейсмогенные (пути № 3, 5, 6, 8, 9).

Проиллюстрируем особенности развития деформируемой системы по одному из направлений, а именно пути № 5, реализуемого путем упруговязко-пластичного деформирования. В условиях «холодной» пластичности (период I) реализуется модель одноосного либо сжатия, либо растяжения, а также чистого сдвига. При упруго-хрупком деформировании основным напряженным состоянием является трехосное (период II), сохраняющее, в отличие от предшествующего ему одноосного, стабильное положение одной из двух своих осей ГНН –

либо оси 3, либо 1.

В подстадию катакластической пластичности (интервал а – б2), развивающейся в первой половине дилатансионной стадии (на графике σ-ε – это подзона «разрыхления»), восстанавливается обстановка одноосного деформирования. За счет пластического течения в третий период развития нагружаемой системы снимаются лишь избыточные напряжения. Общая величина упругой деформации и соответствующее ей напряжение, накопленные на первой и второй стадиях, сохраняются. Таким образом, на рассматриваемой стадии упругая и пластическая деформации проявляются совместно. Перестройка внутренней структуры вещества, происходящая при пластической деформации, приводит к понижению внешней напряженности, но, одновременно, к повышению энергетического баланса деформируемой среды, в том числе к возрастанию энергетического уровня кристаллической решетки и росту ее сопротивления внешним силам (явление пластического упрочнения). Однако здесь активно идет и противоположный процесс, выражающийся в разрастании швов отдельных трещин. Появление все большего количества швов приводит к понижению сопротивляемости деформационной системы. Этому состоянию отвечает горизонтальный участок графика (интервал б2 – в2).

Если при прохождении точки запредельной пластичности «б2» и с началом второй половины дилатансионной стадии будет возрастать степень бокового обжатия по 2, то произойдет значительное увеличение как сил трения, так и прочностных свойств среды, ведущие к постепенному прекращению всех подвижек. При этом своеобразном охрупчивании отмечается воссоздание трехосного напряженного состояния (путь № 6). В итоге наступает стадия временной консолидации, т. е. «сейсмического затишья».

225

Рис. 138. Схема изменения вида напряженного состояния (А) и возможные графики зависимости ( – ) (Б) в ходе длительного деформирования разнотипных геологических сред в условиях возрастания всестороннего давления.

Стадии процесса: I – «холодной» пластичности, II – упругохрупкого разрушения (вязкоупругое деформирование), III – квазипластического течения (упруговязкопластичное деформирование), IV – потери устойчивости и хрупкого разрушения (частичной релаксации), V – распада системы и полной структурной релаксации.

1–2 – подзоны дилатансионного деформирования: 1 – прогрессивная (стадия «разрыхления»), 2 – регрессивная (стадия «охрупчивания»); 3–6 – виды напряженного состояния: 3 – одноосное, 4 – трехосное (а – эллипсоид в положении плоскости 1 3, б – в плоскости 2 3), 5 – осесимметричное (ВВН), 6 – гидростатическое; 7 – точки бифуркации (а) и антибифуркации (б); 8 – точка сейсмического «разрешения» (в); 9 – возможные траектории развития тектонодинамической системы и их номер (а – для условий упруговязкопластичного деформирования, б – другие типы); 10 – направления действия сжимающих усилий

226

Далее, как по пути № 5, так и № 6, в ходе продолжающегося всестороннего обжатия, система может также перейти в условия осесимметричного и близгидростатического напряженных состояний. И поэтому даже малые поступления тектонической энергии при столь не- устойчиво-перенапряженном состоянии, весьма близком к точке предела прочности всей системы, способны сыграть роль спускового механизма для оформления магистрального шва.

В четвертый период, после достижения предела прочности (точка «в2»), в момент непосредственно предшествующий сейсмическому удару, осесимметричное напряжение приобретет девиаторную компоненту и последовательно трансформируется в одноосное и трехосное. Среда в такой момент сейсмической разрядки выступает как запредельно хрупкая. В случае одноосной реализации релаксационного процесса ориентировку главной тектонодинамической оси, определяющей сейсмическое деформирование, предсказать невозможно. При этом условия одноосного деформирования господствуют лишь в самый начальный период сейсмического разрешения.

После разрядки избыточной тектонической энергии и достижения системой стадии равновесного динамического состояния («г» – точки антибифуркации или аттракции) начинается пятый период, т. е. период разрядки структурных (остаточных) напряжений. По условиям деформирования, малым значениям нормальных напряжений и хрупкому типу разрушения эта обстановка, чаще всего, соответствует условиям трехосного напряженного состояния. Оно по знаку тектонического поля и положению осей 1 и 3 прямо противоположно обстановке первоначального динамического нагружения, которая фиксировалась на стадии упруго-хрупкого деформирования (период I).

При развитии системы в автоколебательном режиме, т. е. по замкнутому циклу, Н. Ю. Васильев и А. О. Мострюков [2001] установили возможность реализации в природе последовательной шестикратной переиндексации осей напряжений тектонического поля (рис. 139). Близкие принципы смены полей напряжений в едином деформационном процессе разрабатываются О. И. Гущенко, М. А. Кооп, В. А. Корчемагиным [2003] в гипотезе о «дизъюнктивных волнах деформаций». Главным условием такого перехода является сохранение стационарности одной из главных осей напряжений. Две же другие при этом меняются местами, проходя двуосно-анизотропное напряженное состояние, т. е. общее число вариантов деформирования составит в общей сложности двенадцать. В условиях пульсационной динамики формирования крупных геоструктур (типа платформ) двенадцатикратные циклы их смен следуют друг за другом. По мнению Т. Ю. Тверетиновой [2003], такая цикличность регионального ПТН обусловлена изменением скорости вращения и объема Земли.

Рис. 139. Схема изменения соотношений между осями главных нормальных напряжений в течение цикла деформации. По данным Н. Ю. Васильева, А. О. Мострюкова [2001].

X, Y, Z – координаты главных осей тензора напряжений; 1 2 3 – оси главных напряжений; 1–6 – фазы цикла деформации

227

Рис. 140. Основные типы тектонодинамических систем разной степени реологичности и самоорганизованности по С. П. Летунову:
а – бистабильная (триггерная) для упругопластичных сред; б – ламинарная для высокопластичных сред; в – квазипериодическая (волновая) для упруговязкопластичных сред.
1 – типы фазовых точек: а – особые, б – регулярные; 2 – типы траекторий: а – полная фазовая (для регулярных точек), б – полутраектория (для особых точек); 3 – координаты главных осей тензора деформации; 4 – синоптические диаграммы; 5 – модельные виды эллипсоида деформации.
Типы деформационных процессов: а – потери равновесия, б – устойчивого равновесия, в – неустойчивого равновесия
228

Схема неоднократного явления последовательной трехэтапной смены во времени условий растяжения, сдвига и сжатия, как указывалось выше, автором была отчетливо зафиксирована в истории формирования бортоограничивающих структур Балейского грабена (см. рис. 127). В структурных парагенезах, формирующихся в пределах крупных тектонических блоков, подобная цикличность приводит к появлению тектонических форм наивысшей степени самоорганизации, т. е. суммативных (генеральных) структурных парагенезов, состоящих из моделей 9–12 компонентных кубов деформирования (см. рис. 90, з).

Наличие таких закономерно-последовательных циклов в истории развития крупных тектонических структур (типа Балейского грабена) говорит о влиянии на формирование рудоконтролирующих структур симметрии тектонических полей, наводящейся планетарным полем. В случаях развития рудоконтролирующих структур, в участках динамического влияния остывающих интрузивных тел или глубинных очаговых центров схема вышеуказанной глобальной цикличности нарушается. Вместо нее проявляется цикличность, связанная с эво-

люцией динамических обстановок этих энерговозбужденных центров рудномагматической активности. Примерами подобного осложнения являются структуры Карийского и Дарасунского месторождений, в которых региональный план господствовал лишь в дорудный и пострудный периоды развития их рудоконтролирующих структур (см. разд. 3.4).

Именно такой автономно локальный структурный мотив в циклическом реверсировании оси 3 был выявлен нами при изучении золоторудных жил Дарасунского месторождения (см. рис. 130, б). Сведение установленных выше схем деформирования, в виде сменяющих друг друга объемных моделей эллипсоидов напряжений, позволяет наметить общую картину изменения соотношений между осями ГНН (рис. 140, в). Следовательно, есть основания для того, чтобы все образованные при этом наборы структурных форм объединять в один «генеральный структурный парагенез». В этот парагенез, помимо дизъюнктивных структур, должны включаться и все сопутствующие в данном тектоническом режиме разновидности пликативных и инъективных структур. Поэтому общий структурный рисунок генерального парагенеза будет соответствовать, как описывалось в разд. 2.6, индивидуальному структурному паспорту рудного объекта. В названии такого структурного паспорта, помимо указания на имя месторождения, можно добавлять пояснение на тип тектонодинамической обстановки или генетический вид рудоконтролирующих структур, при которых возник данный структурный парагенез. Например, вместо «индивидуальный паспорт Дарасунского месторождения», указать – «генеральный структурный парагенез Дарасунской ВКС».

Однако в природе довольно редки случаи, когда повышение тектонических нагрузок идет за один цикл, и к тому же без резких спадов графика - , т. е. в виде так называемой схемы активного нагружения, которая обычно практикуется в опытах по классическому тектонофизическому моделированию. В наших примерах формирование рудоконтролирующих структур золоторудных месторождений шло многостадийно, и стадии нагружения осложнялись частой и кратковременной разрядкой тектонических напряжений. Формирование рудовмещающих структур Дарасунского месторождения шло в пять этапов, Балейского и Талатуйского – в четыре, Карийского и Любавинского – в три, Зун-Холбинского – в два этапа.

Причины проявления периодов крупных сбросов тектонических напряжений при формировании структур того или иного месторождения объясняются разными факторами. Это и появление в напряженной системе зон крупных разрывов, рассекающих и разряжающих очаговые центры (Дарасунское, Карийское), пликативное раздавливание локальных перенапряженных участков (Зун-Холбинское), появление зон поперечных разрывов, создающих клавишноблоковые структуры (Балейское, Любавинское), а также появление локальных трещиннокольцевых и кальдерообразных структур, наложенных на активные дуплексные структуры (Талатуйское, Любавинское). На локальном структурном уровне, помимо крупных землятресений, не последнее место в таком периодическом сбросе напряжений может принадлежать многим факторам: временной интенсификации процессов перекристаллизации под давлением; явлениям дорастания и соединения ранее существовавших шовных зон; активному обводнению; фазовым и полиморфным превращениям механохимического типа; конвективному и фрикционному прогревам узких зон и т. п.

В итоге, из-за временных спадов напряжений, график вышеуказанных тектонических процессов деформирования принимает пилообразный вид (рис. 141, а). В науке о горном давлении он получил название «график гистерезиса», а одиночный деформационный цикл именуется «петлей гистерезиса» [Добровольский, 1984; Расцветаев, 2002; Ярошевский, 1981].

Рис. 141. Кривые упругого гистерезиса функции :

а – примерная теоретическая кривая упруго-пластического материала, б – экспериментальные данные по деформированию кремнистых известняков по К. Thiel [Ярошевский, 1981], в – кривая процесса деформирования, при формировании структур золоторудных месторождений В. Сибири (по данным С. П. Летунова)

229

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]