Тектонофизические условия формирования структуры слюдянского флогопитоносного поля (стр. 7 )

Вернемся к рассматриваемому материалу и, насколько это позволяют фактические данные, восстановим характер действовавших напряжений в различные этапы тектонической жизни района.

Складчатые комплексы Слюдянского флогопитоносного района вытянуты в общем северо-западном направлении, отвечая региональному «саянскому» простиранию. Выше было показано, что в районе преобладают изоклинальные складки, в которые смяты пласты преимущественно гнейсовых разновидностей, и нормальные, прямые симметричные, иногда полого наклонные складки, образуемые пластами преимущественно карбонатных пород. Учитывая основную ориентировку линейной складчатости в районе и морфологические особенности ее строения, нетрудно заключить, что главные оси эллипсоида деформации в главные фазы складкообразования1 были ориентированы следующим образом: ось А — вертикально; ось В — северо-запад — юго-восток; ось С — юго-запад — северо-восток. В этот период последовательно формируются две системы трещин скола. В начале образуется одна система трещин со средним углом падения на юго-запад, которая выполняется габбро-диабазами. Несколько позже закладывается вторая, сопряженная с первой, система трещин скола с тем же простиранием но противоположным падением. Она была развита значительно хуже. Ее полости выполнены дериватами щелочной магмы, редкая сеть жильных тел которых позволяет в настоящее время установить ее развитие (табл. 2, 3).

Возникают два вопроса: 1) отвечает ли известным теоретическим положениям факт последовательного во времени образования двух сопряженных систем трещин скола при деформации; 2) согласно известным положениям сопряженные системы трещин скола, образующиеся при складкообразовании, должны были бы иметь более пологие углы наклона, чем те, которые в настоящее время фиксируются у габбро-диабазовых и щелочных пород (табл. 2).

Эксперименты показывают (Кузнецов, 1955), что разрушению испытываемых образцов предшествует образование так называемых линий Людерса-Чернова — полосок, соответствующих плоскостям скольжения. Вначале возникают одна или несколько параллельных полосок, затем проявляется вторая система линий, пересекающих первую, но наклоненная к оси деформации под тем же углом, что и первая. Эти линии представляют собой не что иное, как первые предвестники трещин скола, по которым впоследствии при продолжении действия нагрузки произойдет разрушение образца. Как видим, они образуются не одновременно и в дальнейшем развиваются различно.

Таким образом, и заложение трещин скола, соответствующих 1-му плану деформации при складкообразовании в Слюдянском районе, как нами было отмечено, действительно могло происходить и происходило неодновременно и неравномерно. В пределах геологического отрезка времени, прошедшего после образования первой системы трещин скола (габбро — диабазы) до начала формирования второй, состав магматических расплавов — растворов изменился и уже сопряженная система трещин скола выполнялась щелочными образованиями.

Согласно схеме 1-го плана деформации при складкообразовании, образующиеся системы трещин скола должны иметь пологие углы залегания, так как одна из главных осей деформации — ось С — ориентирована горизонтально (Пэк, 1960). Углы падения габбро-диабазовых и щелочных даек очень крутые и не отвечают только что изложенному положению. Однако необходимо учесть, что образование сопряженных систем трещин скола, выполненных этими телами, произошло задолго до окончания складкообразовательных движений. Габбро-диабазовые и щелочные тела после своего становления принимали участие в складкообразовательных движениях и изменили не только свою первоначальную морфологическую форму, но и приобрели более крутой угол падения, что совершенно естественно, поскольку пластическая стадия деформации и складкообразование еще не закончились. Описанный факт не является необычным в геологической практике (Гзовский, 1963).

Поскольку к моменту становления даек щелочных пород пластическая стадия деформации еще не закончилась, следует ожидать появления новых разрывов сколового генетического типа, но уже с более пологим углом наклона. Действительно, в конце первого плана деформации появляются сколовые трещины со средним углом падения на юго-запад, реже на северо-восток. Они выполнены ортотектитами.

Таким образом, в течение первого плана деформации при складкообразовании на территории Слюдянского флогопитоносного поля последовательно образуются две пары сопряженных систем трещин скола, выполненных габбро-диабазами, дериватами щелочных пород и ортотектитами.

Выше мы говорили о наиболее вероятной ориентировке осей эллипсоида деформации в районе в течение первого плана деформаций. С определенной долей осторожности против ошибочных заключений, оси деформации можно сопоставить с направлениями осей напряжений для установления ориентировки последних в пространстве. Учитывая, что при пластической деформации оси эллипсоида деформации могут отклоняться на некоторый угол от осей напряжения, мы можем лишь наметить общую ориентировку последних, а именно: главная ось алгебраически максимального напряжения (?1) ориентирована субвертикально; главная ось алгебраически минимального напряжения (?3) простирается с северо-востока на юго-запад и ось, соответствующая среднему напряжению (?2), вытянута с северо-запада на юго - восток (табл. 3). Вычисление их положения в пространстве с точностью до градусов на основании имеющихся сколовых разрывов было бы ошибочным.

После развития сети сколовых разрывов изменяется локальная ориентировка напряжений и перестраивается план деформации. Как известно (Пэк, 1960), для заключительных стадий складкообразования характерно «удлинение» не вверх, а в горизонтальном направлении вдоль простирания осей складок (см. рис. 23). При таком плане деформации максимальное развитие получают сколовые разрывы, по направлению смещения относящиеся к сдвигам.

Сдвиги с незначительной горизонтальной амплитудой перемещения известны в пределах Слюдянского флогопитоносного поля (по рекам Похабихе, Слюдянке, на их водоразделе и др.). Они свидетельствуют о существовании в районе при складкообразовании второго плана деформации с ориентировкой главных осей по следующим направлениям: ось А — северо-запад — юго-восток, ось В — субвертикально, ось С — юго-запад — северо-восток.

Судя по незначительной горизонтальной амплитуде сдвигов, по их малому количественному распространению, можно предположить, что этот этап деформации при складкообразовании в Слюдянском районе продолжался недолго.

Принимая во внимание изложенные выше соотношения между эллипсоидом деформации и эллипсоидом напряжений при пластической деформации, нетрудно представить примерную ориентировку поля напряжений в заключительные стадии складкообразования. Его главная ось алгебраически максимального напряжения (?1) была ориентирована на северо-запад — юго-восток, главная ось алгебраически минимального напряжения (?3) — с северо-востока на юго-запад и главная ось алгебраически среднего напряжения (?2) — субвертикально.

Таким образом, этап складкообразования в рассматриваемом нами районе характеризуется постоянным субгоризонтальным положением локальных алгебраически минимальных напряжений или, иными словами, был вызван тенгенциальными силами сжатия, ориентированными с юго-запада на северо-восток. Они привели к складчатой деформации толщи и образованию сколовых разрывов, общая схема которых (см. табл. 3) отражается двумя положениями (планами) эллипсоида деформации.

По геологическому времени этап складкообразования может быть отнесен к верхнему архею.

Протерозойский период характеризуется некоторой консолидацией и поднятием рассматриваемой территории. На фоне поднятия продолжается образование сложной сети разрывов. Если бы известными геологическими методами можно было однозначно отделить протерозойские разрывы от смещений более молодого возраста, то по их ориентировке и генетическому типу нетрудно было бы перейти к восстановлению положения в пространстве главных осей деформации и векторов напряжений, существовавших в протерозое. В нашем распоряжении имеются лишь общие соображения о том, что пегматиты, кальцит-флогопитовые жилы, кварц-карбонатные прожилки и некоторые незалеченные разрывы образованы в этап протерозойского тектогенеза. Действительно, пегматиты выполняют поперечные по отношению к архейской складчатой структуре разрывы, по генетическому типу относящиеся к трещинам отрыва. Известно, что «алдано-слюдянский» тип складчатости характерен для больших глубин и происходит в условиях повышенной пластичности. Пластичные материалы лучше противостоят отрыву и разрушаются, как мы уже отмечали выше, повышенными касательными напряжениями. Помимо этого, в условиях гидростатического давления больших глубин сильно повышается прочность пород и увеличивается их способность деформироваться пластически (Григгс, 1949).

Поэтому формирование пегматитовмещающих полостей (трещин отрыва) в районе должно было произойти либо на самых поздних этапах складкообразования, когда пластическое изгибание пород в складки почти полностью прекращается, либо вообще после окончания складчатости в связи с новым этапом тектогенеза.

С нашей точки зрения наиболее приемлемо второе положение. После окончания верхнеархейской складчатости описываемый район вступил в фазу консолидации. Он был выведен в более верхние этажи земной коры и в период протерозойской складчатости, которая интенсивно перерабатывала окружающую территорию, реагировал на все движения образованием расколов. Часть из них и могла явиться наиболее благоприятными полостями для жильных (пегматиты) отщеплений протерозойских (саянских) интрузий, которые очень широко развиты на окружающей территории. Изложенного, однако, недостаточно для кинематического анализа. С целью восстановления ориентировки главных осей напряжений автор дополнительно использовал и другой путь.

Из анализа общего хода исторического развития обширной области Юго-Западного Прибайкалья в протерозое следует ее постепенное и постоянное воздымание, в котором принимало участие и Слюдянское флогопитоносное поле. Исходя из этого, мы легко можем установить общее положение эллипсоида деформации, характерное для области поднятия, определить наиболее вероятное положение разрывов, выбрать из всей сети известных разрывов подходящие по соответствующим условиям для образования в связи с поднятием, и уже на основании их вновь построить эллипсоид деформации и определить точное положение осей эллипсоида напряжений для участка флогопитоносного поля.