CC BY
73
□
□
УДК 553.3+086(571.56) В.Ю. Фридовский, Л.И. Полуфунтикова
МИКРОДЕФОРМАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ АККРЕЦИОННО-КОЛЛИЗИОННЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
(НА ПРИМЕРЕ ВОСТОЧНОЙ ЯКУТИИ)
На примере золоторудных месторождений Восточной Якутии проведен микроструктурный анализ вмещающих пород. Рассмотрены приемы анализа и классификации, при помощи которых выделены микроструктурные парагенезисы, определены величина и характер деформации. Установлена зависимость морфологии рудных тел от типа деформации.
Исследования последних лет показали существование связей между деформациями и вещественными преобразованиями горных пород [2, 3, 4, 5, 7]. В связи с этим изучение микротектоники рудовмещающих толщ является важным элементом в комплексном анализе особенностей строения, закономерностей формирования и размещения благородно-металльных месторождений. Основу проведенного анализа составляют изучение парагенезов микроструктур, образованных в соответствующих динамических обстановках, и определение последовательности структурно-метаморфических изменений, их качественная и количественная характеристика. Исследованиями [3, 4] показано что, ведущими структурными характеристиками степени деформированности горных пород являются форма, размер зерен, ориентировка их главных осей, появление новообразованных минералов, которые проявляются в особенностях строения сланцеватости, морфологических типах структур течения, форме и типе эллипсоида деформаций. Рассмотрим используемые в работе приемы анализа и классификации микроструктур.
Одной из характеристик структурно-вещественных преобразований пород является наличие первичных и метаморфических ориентированных минералов - носителей сланцеватости. Кунцевым Ю.С. [1] предложена следующая классификация сланцеватости:
I класс - плитчатая делимость пород; под микроскопом - текстура массивная до слабо сланцеватой; содержание ориентированных минералов меньше 5%;
II класс - грубосланцеватое сложение пород; под микроскопом - текстура сланцеватая; содержание ориентированных минералов 5-25%;
III класс - совершенносланцеватое сложение пород; под микроскопом - сланцевато-полосчатая текстура; содержание ориентированных минералов 25-50%;
IVкласс - сланцеватость высшего совершенства; слияние отдельных узких полос в широкие зоны; содержание ориентированных минералов превышает 50%.
В зонах стресс-метаморфизма воздействие направленного напряжения на породы сопровождается деформациями на минеральном уровне, что выражается первоначально в хрупких деформациях и катакластических процессах, а далее - в трансляционном скольжении, нарастающей рекристаллизации и пластической деформации. Для анализа в различной степени динамометаморфизирован-ных пород Б.М. Чиковым и др. выделены морфологические типы структур течения [4]:
- пластинчато-сдвиговые, обусловленные субпарал-лельным перемещением тонкопластинчатых литонов по плоскостям кливажа в направлении перемещения минеральных масс. Для этого типа структур течения характерны хрупкие деформации;
- катакластические, обусловленные механическим разрушением породы с широким развитием милонитиза-ции. Широко развит кливаж течения, механического разрушения и перемещения породы. Начинается рекристаллизация, развитие новообразованных минералов, перераспределение вещества внутри литонов и в кливажных зонах;
- сегрегационно-струйчатые, представляющие собой продукт конечной переработки горной породы. Повсеместно развита рекристаллизация и сегрегационное перераспределение минерального агрегата.
В условиях стресс-метаморфизма в породе начинает развиваться кливаж, при этом первично изометрическая форма зерен трансформируется в линзовидно-эллиптичес-кую, с расположением длинных осей зерен в соответствии направлению тектонического потока. На развитие кливажа в породе может повлиять ряд факторов, среди которых: первичный состав породы, т.е. количество растворимых и нерастворимых компонентов; гранулометрический состав, степень изменённое™ зерен минералов на начало образование кливажа (зерна, имеющие большее количество растворимых включений, являются поставщиками вещества в кливажные зоны). При формировании кливажа
горная порода испытывает деформации различного механизма. Одни из них играют главную роль в формировании текстуры (селективное растворение, дифференциация вещества), другие влияют лишь на морфологию кливажа (межзерновое скольжение, внутризерновая деформация). В результате возможно определение как характера, так и величины деформации. Одним из приемов количественной оценки деформационных процессов на микроуровне является определение формы эллипсоида деформации, в частности, методом Фрая [2], основанном на определении величины деформации горных пород, в которых зерна одинакового диаметра первоначально имели изотропное распределение.
Характер трехосной деформации можно описать формой эллипсоида, для чего используется диаграмма Флинна [2]. В зависимости от соотношений осей эллипсоида (Х>У>£) выделяются следующие типы эллипсоидов деформации: одноосного и трехосного сплющивания, плоской деформации, трехосного и одноосного обжатия.
Существует несколько вариантов количественных оценок степени деформированности кливажированной поро-
ды, в частности определение соотношения длинных и коротких осей породообразующих минералов [1, 4]. В гетерогенных образованиях целесообразно измерять более 100 зерен на участках, типичных для данной породы. Отношение длин короткой и длинной осей определяет значение
петроструктурного коэффициента деформированности (Кд=а ) или величины сокращения - Д=а—Ь100%.
Ь Ь
Чем больше коэффициент Кд, тем выше степень деформированности пород. Однако в этом случае надо учитывать влияние объемных эффектов при формировании кливажа. Если при деформации обеспечивается постоянство объема (т.е. растворенное вещество переогкладывается в тыльных частях зерен), то можно считать, что эллипс деформации характеризует величину укорочения-удлинения, если же при деформационных перестройках часть вещества растворяется в кливажных зонах, то отношение осей эллипсоида будет характеризовать деформацию укорочения. Параметры эллипсоида деформации могут косвенно свидетельствовать об объемных эффектах при образовании кливажа.
Рис. 1. Схема геологического строения Восточной Якутии Главные тектонические единицы: 1 - Сибирская платформа; 2 - Кулар-Нерский сланцевый пояс; 3 - Колымо-Омолонский супертеррейн; 4 - Охотско-Чукотский вулканогенный пояс; 5 - Верхоянский складчато-надвиговый пояс; 6 - кайнозойские отложения; 7 - надвиги; 8 - сдвиги;
Цифры в кружках: 1 - Юрско-Бриндакитское рудное поле; 2- Дьяндинско-Охоносойское рудное поле; 3 - Курунг-Агылыкское рудное поле; 4 - Двойное рудное поле
При детальном наблюдении породы в шлифах можно определить, что повлияло на ту или иную величину Кд:
- переотложение вещества в тыльных частях зерен;
- участие растворенного вещества в перестройке кли-важных зон (в частности, в увеличении их мощности);
- малая величина деформации (форма зерна ближе к изометричной, кливажные зоны имеют прерывистый, нитевидный облик).
Усредненное значение коэффициента деформированности определятся соотношением длинной и короткой осей эллипсоида деформации, построенного методом Фрая.
Определяя тип эллипсоида деформаций по диаграмме Флинна, вычисляется параметр К=(а-1)(Ь-1), где а=Х/У; Ь=У/г [2].
Используя перечисленные выше приемы и классификации на различных объектах Восточной Якутии, в зонах развития разнотипного аккреционно-коллизионного оруденения, был проведен микроструктурный анализ (рис. 1).
На территории Южно-Верхоянского сектора Верхоян-
Третья группа: III класс сланцеватости; сегрегационно-струйчатый морфологический тип структур; повсеместно наблюдаются линзовидные сегрегации кварца и полевого шпата в интенсивно линеаризованном милонито-вом матриксе.
Интенсивность преобразований терригенных толщ возрастает по мере приближения к зонам скалывания, образуя последовательный ряд динамометаморфических структур (от структур раннего и умеренного катагенеза до структур развитого тектонического течения). В зонах скалывания породы подвержены наибольшим стрессовым деформациям, которые сопровождаются формированием структур пластического течения.
Для северной части Верхоянского складчато-надвиго-вого пояса (Хараулахский сегмент) раннеколлизионные золоторудные объекты приурочены к зонам скалывания,
ского складчато-надвигового пояса раннеколлизионные золоторудные объекты приурочены к линейным структурам повышенной деформированности пород (зоны скалывания), для которых характерны пластические деформации и метаморфические изменения [6]. Анализ алевро-пелитовых пород на территории Юрско-Бриндакитского рудного поля позволил выделить группы динамометамор-физованных пород:
Первая группа: I класс сланцеватости; пластинчатосдвиговый тип структур; Кд=1,0-1,5; на микроуровне видны угловатые обломки, закономерная ориентировка практически отсутствует, преобразования соответствуют начальному этапу деформации.
Вторая группа: II класс сланцеватости; катакластичес-кий тип структур; Кд до 3,5; для обломочных зерен характерна директивная ориентировка и развитие агрегатного и межзернового кливажа; наблюдается образование «бород» регенерационного кварца и зерен кварца с волнистым погасанием, что свидетельствует о значительных однонаправленных напряжениях (рис. 2).
для которых характерны хрупкопластические деформации, уменьшение степени сланцеватости и развитие кливажа агрегатного типа. В пределах Дьяндинско-Охоносойско-го рудного поля выделены парагенезы микроструктур, соответствующие двум стадиям динамометаморфизма [5].
Для менее измененных пород характерны пластинчато-сдвиговый тип структур течения, кливаж агрегатного типа и структуры дифференциального скольжения. Величина стрейна по эллипсоиду, построенному методом Фрая, не превышает 1,64 (рис. 3). Блоки пород, подвергшиеся более интенсивным преобразованиям, характеризуются катакластическим морфологическим типом пород, развитием межзернового кливажа и ротационных структур. Коэффициент деформированности отдельных зерен кварца изменяется от 1,1 до 3,0, а величина сокращения (Д) достигает 50%. Растворенная часть зерен служила мате-
Рис. 2. Катакластический тип структур течения. Эллипсоид деформации, построенный методом Фрая
(Юрско-Бриндакитское рудное поле)
Рис. 3. Слабокливажированные среднезернистые песчаники (Дьяндинско-Охоносойское рудное поле)
риалом как для новообразований в тыловых частях микролитонов, так и для развития кливажных зон, следовательно, деформация проходила комбинированным путем.
В Кулар-Нерском сланцевом поясе изучено позднеколлизионное золотое оруденение минерализованных зон дробления. Для них характерны хрупкие деформации, ка-таклаз и фрагментарное проявление хрупкопластических деформаций [7].
Микроструктурный анализ терригенных пород Ку-рунг-Агылыкского рудного поля показал, что динамоме-
таморфизм имеет локальный характер и контролируется региональными разломами второго этапа деформаций. Коэффициент деформированности (Кд=Х/2) варьирует от 1,3 до 2,2. Для изученных пород характерны эллипсоиды типа трехосного обжатия или плоской деформации со значениями К=1,0-1,25 по диаграмме Флинна. На правобережье р. Неры в пределах рудопроявления Нагорное в непосредственной близости от рудоконтролирующих разломов наблюдаются развитие структур дифференциального скольжения и зарождающиеся сланцевые текстуры и
Рис. 4. Характер деформации (диаграмма Флинна) (А) и эллипсоиды деформации слабокливажированных песчаников, построенные по методу Фрая (Б). Двойное рудное поле: 1 - параметр К изученных образцов
межзерновой кливаж. Величина стрейна в плоскости, ортогональной кливажу, выраженная коэффициентом деформированности (Кд=Х/2), не превышает 1,35-1,40. В большинстве исследуемых образцов породы относятся к I классу сланцеватости и образуют пластинчато-сдвиговые структуры. В зонах влияния тектонических нарушений наблюдается развитие ориентированных структур с перемещением тонкопластинчатых литонов по плоскостям кливажа, для которых характерна плоская деформация с параметром К~1 (рис. 4).
Проведенные исследования показали наличие зависимости морфологии рудных тел от типа деформации: для районов с развитием пластических и хрупкопластических деформаций характерны межпластовые и штокверковые рудные тела и прогнозируется прожилково-вкрапленное оруденение, а в зонах развития хрупких деформаций начального этапа преобразований оруденение приурочено к минерализованным зонам дробления со стержневыми и сопутствующими кварцевыми жилами.
Литература
1. КунцевЮ.С. Сланцеватость, ее возникновение и развитие. М.: Наука, 1988. 126 с.
2. КирмасовА.Б. Стрейн-анализ кливажированных обломочных пород: механизмы и количественная оценка деформации // ВестникМоск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2002. № 6. С. 12-20.
3. Старостин В.И. Геодинамика и петрофизика рудных полей и месторождений. М.: Недра, 1984. 205 с.
4. ЧиковБ.М., Зиновьев С.В., ПодцубасенковаЕ.А. Морфологические типы структур течения в бластомилонитах Иртышской зоны смятия // Геология и геофизика. 1988. № 8. С. 21-24.
5. Полуфунтикова Л. И. Парагенезы микроструктур зон скалывания Хараулахского сегмента Верхоянского склад-чато-надвигового пояса // Отечественная геология. 2004. № 4. С. 71-74.
6. Фридовский В.Ю. Структуры раннеколлизионных золоторудных месторождений Верхоянского складчато-над-вигового пояса // Тихоокеанская геология. 1998. № 5. С. 27-37.
7. Фридовский В.Ю., Полуфунтикова Л.И. Деформационные структуры Верхне-Индигирского района в связи с процессами высокопродуктивной руцогенерации // Ру-догенез и металлогения Востока Азии. Якутск, 2006. С. 202-204.
Работа выполнена при поддержке РФФИ «Дальний Восток» (№ 06-05-96004) и АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» (№ 2.1.2.8582).
VYu. Fridovsky, L.I. Polufuntikova
MICRO-DEFORMATIONAL STRUKTURES OF ACCRETIONARY COLLISIONAL GOLD-ORE DEPOSITS
(ON THE EXAMPLE OF EAST YAKUTIA)
On the example of gold-ore deposits of East Yakutia a micro-structural analyses of enclosing rocks have been made. The techniques of analyses and classifications have been considered which helped to determine micro structural paragenesis and to define the level and a character of deformation. Besides, it was established that a morphology of ore bodies depended on the type of deformation.
