Складчатые структуры месторождений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Р.Ф.

ФГОУ ВПО Северо-Восточный Федеральный университет

им. М.К. Аммосова

Геологоразведочный факультет.

Доклад по теме: "Складчатые структуры месторождений"

Выполнил: студент гр. РМ-13-1

Бессонов Н.П.

Проверил: Фридовский В.Ю.

Якутск 2016 г.

Содержание

Введение

1. Складки продольного изгиба со скольжением

2. Рудные тела в полостях отслаивания в шарнирах складок

3. Сочетание компетентного и пластичного слоев

4. Складки поперечного изгиба

5. Диапировые складки

6. Структуры напластования

7. Структуры экранирования

Использованная литература

Введение

изгиб складка отслаивание напластование

Структуры этой группы и соответствующие им структурные элементы чрезвычайно разнообразны, что сказывается на многообразии морфологии, позиций и условий залегания рудных тел. В качестве самостоятельных типов структур месторождений далее будут рассмотрены различные типы складок, в том числе продольного изгиба со скольжением, поперечного изгиба, блокированные и диапировые складки.

1. Складки продольного изгиба со скольжением

Общими важными признаками складчатых структур, являющихся результатом продольного сжатия неоднородных по физико-механическим свойствам слоев горных пород, являются: 1) некоторое увеличение мощности слоев пластичных пород в замках складок (обычно антиклинальных) при уменьшении ее на крыльях (см. рис. 5.5); 2) образование полостей отслаивания в шарнирах складок (чаще антиклинальных); 3) развитие мелких складок волочения в слоях пластичных пород на крыльях (преимущественно в антиклиналях); 4) развитие послойного и веерообразного кливажа (чаще в пластах хрупких пород); 5) образование на крыльях складок межпластовых срывов, переходящих во взбросы и надвиги. Таким образом, со складками продольного изгиба со скольжением может быть связано несколько типов структур, которые потенциально могут являться вмещающими для месторождений и отдельных рудных тел: а) полости отслаивания в шарнирах складок; б) складки волочения на крыльях антиклиналей; в) пластообразные зоны трещиноватости в хрупких породах; г) межформационные срывы и зоны дробления на крыльях складок.

2. Рудные тела в полостях отслаивания в шарнирах складок

Такие полости отслаивания обычно возникают в шарнирах антиклинальных складок, но могут образовываться в периклинальных замыканиях брахиантиклиналей или во флексурных изгибах пород на крыльях складок. Они могут вмещать согласно залегающие залежи седловидной, линзовидной формы и др. Образование таких полостей определяется сочетанием физико-механических свойств пород, слагающих складку.

В общем виде разнообразные типы пород могут быть отнесены к одной из следующих групп: 1) пластичные (некомпетентные), 2) хрупкие и 3) компетентные, т.е. обладающие «несущими» свойствами, держащие свод складки (рис. 5.23). Конечно, физико-механические свойства пород в определенной степени определяются условиями деформации ,в частности давлением, температурой, наличием флюида и т.д. Поэтому с большой осторожностью следует рассматривать возможное поведение некоторых типов горных пород как хрупких или пластичных, ориентируясь на их поведение в нормальных условиях температуры и давления.

К пластичным относятся породы, способные к течению без разрыва сплошности при деформациях (например, глинистые,серицитовые, хлоритовые сланцы). Напротив, хрупкие породы реагируют на то же внешнее воздействие образованием многочисленных трещин (кислые эффузивы, кварциты и др.). По степени уменьшения хрупкости (увеличения пластичности) обычные типы горных пород образуют ряд: кварцевые жилы, кварциты, гранитоиды, кислые эффузивы, песчаники, габбро, диабазы, известняки, серпентиниты, глинистые сланцы, мергели. Компетентные породы (например, массивные известняки) также рассекаются трещинами, которые, однако, быстро залечиваются прожилками кальцита, кварца или других минералов. В природе слои различных пород сминаются в складки совместно, что и является причиной образования разнообразных пустот и трещин в складке, ориентировка и позиция которых зависит от сочетания в двойных системах пластов хрупких, пластичных и компетентных пород.

Сочетание хрупкого и пластичного слоев. Если в такой двойной системе участвуют хрупкий и пластичный слои (рис. 5.23, а, б), совместное их смятие может привести к дроблению хрупких пород и образованию в них трещин отрыва. При высокой хрупкости одного из пластов и достаточной крутизне крыльев складок, в сводовых частях их могут развиваться густые системы трещин отрыва, которые могут вмещать прожилково-вкрапленную минерализацию. Подобная ситуация имеет место на Никитовском месторождении ртути в Донбассе (рис. 5.24). Месторождение сложено среднекаменноугольными глинами, песчаниками при подчиненной роли прослоев известняков и углей. Рудные тела локализованы в горизонтах более хрупких кварцевых песчаников мощностью 5--50 м, которые разделены более мощными (до 150 м) пачками безрудных, относительно пластичных сланцев. Основными рудолокализующими структурами являются куполовидные брахискладки, осложняющие антиклиналь субширотного простирания. Складки осложнены диагональными, поперечными и послойными (на крыльях) разломами. Оруденение локализовано в песчаниках и встречается на нескольких ярусах: не менее семи горизонтов песчаников несут ртутную минерализацию. Вертикальный размах оруденения составляет 1,2 км. Рудные тела пластообразной и линзообразной формы, сопровождаемые жилами, размещаются в сводовых частях брахискладок, а на крыльях их располагаются линзовидные и гнездообразные тела.

3. Сочетание компетентного и пластичного слоев

В системе, где участвуют компетентный и пластичный пласты, особенно благоприятен случай, когда последний располагается ниже по разрезу . При этом под «несущим» пластом в шарнире антиклинали нередко возникают седловидные пустоты, где может происходить рудоотложение. На месторождениях уже упоминавшегося австралийского рудного поля Хилл-Энд (Хилл-Энд, Тамбарура и др.) золоторудная минерализация приурочена главным образом к согласным седловидным жилам в замках антиклинальных складок, где их мощность достигает 2 м (рис. 5.25). Жилы могут продолжаться и на крыльях складок, однако там их мощность быстро уменьшается до 1--15 см. В исключительно редких случаях согласные жилы устанавливаются и в замках, и на крыльях синклиналей, но никакого увеличения мощности рудных тел в замках складок при этом не наблюдается. Как правило, седловидные залежи располагаются непосредственно на контакте пластичных сланцев и более компетентных песчаников, или в непосредственной близости от него.

Сочетание компетентного и хрупкого слоев. В системе, состоящей из слоев хрупких и залегающих выше по разрезу компетентных пород, особенно благоприятны шарнирные части антиклиналей, где возникают седловидные пустоты отслоения, сопровождающиеся развитием трещин отрыва в более хрупких породах .При обратном соотношении компетентного и хрупкого слоев в разрезе подобные же деформации имеют место в шарнирах синклиналей.

Рудные тела в складках волочения. Подобные складчатые структуры осложняют крылья более крупных складок продольного изгиба со скольжением. Они известны, например, на золоторудном месторождении Ново-Скошия в Канаде и на медном месторождении Элизабет в США. На последнем рудная залежь в целом залегает согласно с вмещающими амфиболитами висячего бока и слюдистыми сланцами лежачего бока, которые слагают крупную складку.

Рудные тела в пластообразных зонах трещиноватости в благоприятных породах. Структуры этого типа возникают там, где в строении складок продольного изгиба со скольжением принимают участие слои пород, благоприятные по физико-механическим свойствам для развития интенсивной трещиноватости. В них формируются густые системы трещин скола, послойного и веерообразного кливажа. Микротрещиноватость свойственна, например, тонкослоистым известнякам. Примеры подобных структур встречаются на месторождении Бричмулла, упоминавшемся в одном из предыдущих разделов. Его пластообразные рудные тела залегают согласно в пачке переслаивания грубослоистых и тонкослоистых известняков фамена, используя горизонты, подвергшиеся послойному рассланцеванию и трещиноватости (рис. 5.28).

Рудные тела в межформационных срывах и зонах дробления на крыльях складок. При образовании складок продольного изгиба со скольжением межпластовое скольжение может сменяться межформационными движениями с образованием зон повышенной трещиноватости, дробления на контактах разнородных по своим физико-механическим свойствам пород (например, глинистых сланцев и песчаников или известняков, туфов и эффузи- вов и др.). В таких структурах пластичные породы иногда бывают интенсивно сплоены, а более хрупкие -- трещиноваты или брекчированы. Тела полезных ископаемых, залегающие в подобных структурах, имеют пластообразную или линзовидную форму, часто принимают вид согласных жил.

4. Складки поперечного изгиба

Эти структуры характеризуются сундучной, коробчатой или ящикообразной формой с пологими сводами (или днищами) и крутопадающими крыльями, которые часто бывают осложнены длительно развивавшимися крутыми сбросами. Последние могли залечиваться дайками субвулканических или жильных пород, часто сопровождаются зонами гидротермальных изменений пород и рудной минерализации. В сводах складок зачастую развиваются послойные зоны трещиноватости и срывы, иногда переходящие в надвиги, а также полости отслаивания, выполненные брекчиями. Структуры такого рода влияют на локализацию эндогенного оруденения (особенно гидротермального). В некоторых случаях они являются конседиментационными или синвулканическими и тогда влияют на распределение фаций и мощностей слагающих их пород . В связи со складками поперечного изгиба чаще всего встречаются жильные и жилообразные рудные тела в разломах, осложняющих крылья складок, согласные пластовые и линзовидные рудные залежи в полостях отслаивания в сводах складок. Примерами месторождений, приуроченных к складкам поперечного изгиба, могут служить сурьмяные месторождения Сигуаныпань в Китае, Терек и Кадамжай в Средней Азии (рис. 5.31). Во всех перечисленных случаях минерализованными являются выдержанные горизонты мощных (до нескольких десятков метров) джаспероидно-кварце- вых брекчий, которые образуются в сводах брахискладок, на контакте между известняками и глинистыми сланцами (мрамо- ризованными известняками и гнейсовидными породами на месторождении Терек).

Блокированные складки

Этот тип складок образуется в условиях затрудненного меж- пластового скольжения вследствие «закрепления» пластов на крыльях складок дайками, интрузивами, разломами и т,д.

Характерными признаками таких складок являются:

1) общий сундучный, или ящичный облик главных складок;

2)сложное двух- или даже трехгорбое строение сводов;

3) наличие расслаивающихся синклинальных складок второго порядка;

4)интенсивная перемятость, гофрированность пластичных и сильное брекчирование хрупких пород, слагающих складки;

5)осложнение крыльев складок продольными сбросами, взбросами и надвигами, нередко игравшими роль рудоподводящих каналов;

6)образование таких складок только на малых глубинах на малом всестороннем сжатии, на завершающем этапе складчатости, когда тектонические усилия накладываются на достаточно жесткую и консолидированную слоистую толщу. В. М. Крейтер (1956) отмечал, что третий признак является важнейшим с точки зрения локализации руд. В пределах расслаивающихся синклиналей образуются мощные зоны пластовых тектонических брекчий.

5. Диапировые складки

Эти структуры относятся к складкам нагнетания и распространены в краевых частях платформ и некоторых складчатых зонах. В их строении могут участвовать толщи солей (соляные купола), а иногда и известняки. Рудные месторождения, как правило, связаны с их тектоническими контактами, сопровождающимися брекчированием.

Причиной образования солянокупольных структур является неравномерная нагрузка вышележащих пород на толщи солей и гипса, которая оказывается сравнительно низкой на пересечениях разломов, где и образуются соляные купола. Такие структуры характерны для краевых частей платформ и являются результатом протыкания ядром, сложенным более пластичными и текучими солями и гипсом, более хрупких вышележащих пород. Последние при этом подвергаются растяжению, дробятся, сминаются в складки волочения, а их мощности могут изменяться. Соляные купола наблюдаются в Донбассе, где с ними связан так называемый солянокупольный тип ртутных месторождений (в частности, Славянское месторождение). Оруденение локализовано вдоль зон нарушений в диапировых брекчиях, сложенных обломками преимущественно известняков девона, вынесенных с больших глубин при внедрении соляных штоков. Соляные купола имеют размеры до 10 км в поперечнике, а обрамляющие их зоны брекчий достигают мощности многих десятков -- первых сотен метров и залегают в лежачем боку штоков. Рудные и жильные гидротермальные минералы находятся в цементе брекчий.

Иное происхождение имеют диапиры, которые появляются в некоторых складчатых зонах. Характерными чертами их являются: 1) уменьшение мощности пластов в сводовой части складки и даже протыкание их породами ядра (туфы, известняки); 2) возникновение в породах ядра сланцеватости, разломов, параллельных их движению; 3) образование чехла милонитов и брекчий, обрамляющего ядро; в головной (сводовой) части складки мощность чехла, сложенного грубообломочными брекчиями, возрастает многократно по сравнению с крыльями, где развиты мелкообломочные (до милонитов) породы; 4) обязательное наличие среди пород, сминаемых в складку, горизонтов пластичных углистых или глинистых сланцев мощностью от единиц до десятков метров, игравших роль своеобразной смазки и определявших место образования брекчий; 5) присутствие складок волочения, возникших при диапиризме. Считается, что структуры такого рода возникают в областях складчатости общего смятия, когда возможности роста складки за счет дальнейшего изгибания пород при сжатии уже исчерпаны. Наиболее благоприятны для их образования участки резкой вергации складок и ундуляции их шарниров.

К диапировым складкам относят структуры многих гидротермальных и скарновых месторождений мышьяка (Чокурак), флюорита (Аурахмат), редких металлов (Тарор), сурьмы (Джилау) в Средней Азии и полиметаллических руд в Казахстане (Суук- Тюбе).

6. Структуры напластования

Структуры напластования образуются там, где возникло чередование в разрезе пород, различающихся по физико-механическим свойствам или химическому составу. Они широко распространены по площади и характеризуются пологим залеганием, а рудные тела в их пределах залегают согласно. Причины, вызывающие локализацию оруденения в слагающих такие структуры известняках, песчаниках или других породах, могут быть различны: 1) повышенное содержание металлов (свинца, меди, цинка) в породах; 2) оптимальная пористость пород рудовмещающего горизонта; 3) текстурные и структурные особенности пород (брек- чированность, кавернозность и др.); 4) специфический химический состав пород (например, известняков среди терригенных толщ); 5) наличие густой сети мелкой послойной трещиноватости (например, в тонкослоистых известняках среди грубослоистых).

Структура напластования характерна, в частности, для флюоритового месторождения Пьер-Петюи и еще нескольких подобных объектов во Франции. В строении месторождения принимают участие карбонатные и терригенные породы нижней---средней юры, несогласно перекрывающие кристаллофиллиты и двуслюдяные граниты фундамента Центрального массива. Граниты на участке месторождения разбиты серией сбросов северо-восточного простирания, сильно раздроблены, на расстоянии нескольких метров от контакта с породами чехла сильно изменены и содержат обильные субвертикальные и субгоризон- тальные кварцевые прожилки. Продуктивная пачка Шитри мощностью 3--10 м залегает практически горизонтально непосредственно в основании платформенного чехла. Она сложена сильно окварцованными брекчированными кавернозными известняками нижней юры, содержащими неравномерную флюоритовую минерализацию. По мнению А.Д. Щеглова, это и другие подобные стра- тиформные флюоритовые месторождения являются гидротермальными и сформировались в ранней юре в результате поступления глубинных фторсодержащих растворов по зонам региональных разломов в брекчированные известняки, благоприятные для отложения флюорита и барита.

На флюоритовых месторождениях штатов Кентукки и Иллинойс в США наряду с жильными телами встречаются пластовые метасоматические залежи. Они согласны с напластованием, серповидны или клиновидны в разрезе, линейны в плане и в виде узких маломощных лент (размером в плане до 900x60 м) вытягиваются вдоль зон сбросов. Флюорит-полиметаллическая рудная минерализация замещает благоприятные пласты известняков, распространяясь в боковом направлении от центральной (или краевой) трещины, сброса или небольшого нарушения. Подводящими обычно служат единичные трещины или трещинные зоны шириной до 3 м. Рудные тела достигают максимальной мощности в области подводящего разрыва и выклиниваются к краям, а ширина тел достигает максимума в их кровле.

Структура напластования устанавливается и на стратиформ- ном свинцово-цинковом месторождении Седмочисленицы в Болгарии. В этом случае рудные тела приурочены к карбонатной толще триаса и залегают согласно среди известняков и доломитов, которые по своим физико-механическим свойствам и химическому составу оказались более благоприятными для ру- доотложения. Вблизи секущих разрывных структур рудные тела сближаются и приобретают ярусное строение.

7. Структуры экранирования

Структуры экранирования широко распространены на месторождениях цветных и редких металлов гидротермального генезиса. Однако в тех случаях, когда они сочетаются с разрывными или складчатыми структурами, их следует рассматривать в соответствующих разделах. Более самостоятельное значение они приобретают при горизонтальном или пологом залегании слоев рудовмещающих пород на платформах или в складчатых областях. С такими структурами связаны месторождения сурьмы и ртути (Хайдаркан, Чаувай в Средней Азии), цветных металлов (Фер- рис-Хаггарти, Игл-2 в США) и др.

Положение рудных тел в структурах этого типа в значительной степени обусловлено неоднородностью физико-механических свойств пород, слагающих рудовмещающие толщи, в частности наличием в разрезе слоев непроницаемых пород, так называемых структурно-литологических экранов. В этом качестве могут выступать, например, горизонты сланцев, потоки сливных лав основного состава, силлы диабазов, дайки пород различного состава и некоторые другие образования, обладающие низкими пористостью и проницаемостью пород. В таких случаях рудовмещающими являются располагающиеся ниже по разрезу породы (особенно благоприятные для метасоматического замещения), значительно сильнее переработанные, трещиноватые, разбитые крутопадающими системами трещин, не проникающих в пределы расположенных над ними структурно-литологических экранов.

Рудные тела на месторождениях такого типа имеют пластообразную форму, контролируются экранирующими горизонтами, с которыми имеют ровные и резкие контакты. Напротив, в лежачем боку рудных тел устанавливаются жилообразные тела, которые выполняли трещины в подрудных породах, игравшие роль рудоподводящих каналов (рис. 5.40). В некоторых случаях структурным экраном может служить глинка трения, выполняющая пологую трещину скалывания. Различные типы структурно-литологических экранов устанавливаются на ртутном месторождении Хай- даркан в Средней Азии.

Использованная литература

1)Дергачев А.Л., Семинский Ж.В., Старостин В.И.Структуры рудных полей и месторождений. Издательство МГУ, Москва, 2002 г., 352 стр., УДК: 553.078

Размещено на Allbest.ru