Тектонофизические условия формирования структуры слюдянского флогопитоносного поля (стр. 8 )

Для областей, испытывающих куполовидное или сводовое поднятие, характерно вертикальное положение оси С (Данилович, 19531,2). При этом размер области значения не имеет. Линия наибольшей кривизны купола является направлением растяжения, т. е. служит осью А (Данилович, 19531,2). Положение оси В определяется легко после установления ориентировки осей С и А.

Расположением осей деформации определяется ориентировка трещин, которые обусловлены такой деформацией. Рост сводовых поднятий происходит в условиях хрупкой среды, для которой характерна малая пластичность в условиях интенсивного растяжения. Эти два вместе взятые фактора создают очень благоприятные условия для образования трещин отрыва (Фридман, 1946; Данилович, 19531,2). При данной деформации удлинение происходит по двум осям (А и В), и поэтому на куполах и сводах могут возникать трещины отрыва по двум взаимно-перпендикулярным направлениям. Но наиболее вероятно образование трещин отрыва, перпендикулярных к оси А, а трещины  поперек оси В развиваются слабее или совсем не проявляются. Это подтверждается не только экспериментальными работами (Черткова, 1950), но и многочисленными полевыми наблюдениями (Белоусов, 1952, 1961; Данилович, 19531,2).

Несмотря на благоприятные условия для образования трещин отрыва при сводовых и куполовидных поднятиях, в последних при определенных условиях могут развиваться и трещины скалывания, при этом они не синхронны с трещинами отрыва (Данилович, 1953,2). Характерно, что чаще всего трещины скалывания простираются параллельно ближайшему краю купола или свода и падают к его центру. Изложенные геологические наблюдения не противоречат существующим теориям разрушения относительно хрупких материалов (Гзовский, 1960; Фридман, 1946, 1960; Phyllips, 1948).

Таким образом, возвращаясь к изложенному материалу, нетрудно заключить, что в протерозойский этап развития ось С эллипсоида деформации, построенного для флогопитоносного поля, была ориентирована субвертикально. Поскольку нам не известны пока сами контуры поднятия, положение осей А и В по отношению к странам света остается неопределенным.

Известно, что период сводовых и куполовидных поднятий наиболее благоприятен для образования трещин отрыва. Известно также, что распространенные в пределах района пегматитовые и кальцит-флогопитовые тела выполняют трещины отрыва, простирающиеся главным образом на северо-восток. Эти жильные тела по геологическим данным образовались позже габбро-диабазов, монцонитов и ортотектитов, но также в докембрии. Как было показано выше, вмещающие их полости не могли образовываться при архейском складкообразовании в силу неблагоприятных физико-механических условий. Остается предположить, что пегматиты, кальцит-флогопитовые и некоторые другие жилы, выполняющие трещины отрыва, образовались в протерозое. Данные по определению абсолютного возраста, широкое развитие интрузивной деятельности в пределах Восточного Саяна в протерозое не только не противоречат изложенному, а даже объясняют, как полагает автор, источник постмагматических растворов и общность во времени и кислой интрузивной деятельности.

По преимущественной северо-восточной ориентировке пегматитовых и кальцит-флогопитовых жил (см. табл. 2, 3) можно предположить, что ось А эллипсоида деформации при формировании поднятия была ориентирована на северо-запад, так как трещины отрыва почти всегда располагаются перпендикулярно оси А (Белоусов, 1952, 1961; Данилович, 19531,2; Черткова, 1950). Ось В, естественно, при этом ориентирована на северо-восток. Возможность образования трещин отрыва, перпендикулярных оси В, объясняет причину существования в районе пегматитовых и других тел с северо-западным простиранием, выполняющих образующиеся в результате «раздвига» полости.

Интенсивность (густота) пегматитовых, кальцит-флогопитовых и некоторых других жильных тел, образующихся в это время, неодинакова. Наиболее насыщенные ими участки тяготеют к центральному району флогопитоносного поля. Это указывает на максимальную кривизну сводового или куполовидного поднятия именно на этом участке и постепенное его выполаживание (увеличение радиуса кривизны) к северо-западу и юго-востоку. Изложенное подтверждает высказанную ранее мысль о том, что Слюдянское флогопитоносное поле представляет собой небольшое локальное протерозойское поднятие, формирующееся на фоне общего воздымания Юго-Западного Прибайкалья.

Процесс поднятия и образования трещин отрыва продолжался, видимо, в течение всего протерозоя. Действительно, воздымание территории сопровождалось не только магматической, но еще более активной постмагматической деятельностью. Наиболее ранее образующиеся трещины отрыва выполнялись пегматитами — продуктами остаточного магматического расплава. В дальнейшем продолжающееся развитие трещин отрыва и явилось вместилищем для становления более низкотемпературных постмагматических растворов, в свою очередь дополнительно реагирующих с вмещающими породами. Последние реакции и способствовали образованию кальцит-флогопитовых тел (Калинин, 1957).

Такое обилие постмагматических растворов при развитии поднятия явилось дополнительным благоприятным критерием для образования трещин отрыва. Как показали эксперименты Д. Григгса (1949), растворы понижают прочность пород и способствуют более быстрому разрушению материала.

Возникает вопрос, почему трещины отрыва, вмещающие кальцит-флогопитовые жилы, например, развивались преимущественно в гнейсовых разностях пород. Очень важную роль здесь, безусловно, играли физико-химические процессы. Вместе с тем необходимо учесть и следующее.

На одни и те же напряжения растяжения, возникающие при поднятии территории, гнейсовые и мраморные породы реагировали по-разному. Мраморные породы отличаются простотой своей структуры. В них кристаллические зерна главного и наиболее распространенного породообразующего минерала (кальцита) имеют по всей массе одинаковую величину: «Обладая сложной, лапчатой в сечении формой, соседние зерна могут быть прочно сцеплены друг с другом. Это сообщает породе значительную прочность в условиях растяжения» (Гзовский, 1963, стр. 18). Гнейсы же обладают более низкой прочностью на отрыв (растяжение). Отсюда на одни и те же напряжения растяжения эти разности реагируют неодинаково. В то время, когда гнейс раскалывается, мрамор продолжает выдерживать нагрузку и реагирует на нее пластическим растяжением1. Вот почему, помимо других причин, гнейсовые разности более перспективны на постскладчатые жилы.

Характерно, что в тех местах, где гнейс, содержащий кальцит-флогопитовую жилу, контактирует с мрамором, жила входит в мрамор и очень быстро выклинивается (рудник № 8, открытый карьер). Это показывает, что образование трещины в гнейсе вызывает немедленное изменение локального (вокруг образующейся трещины) поля напряжений. Скорость удлинения (растяжения) мгновенно возрастает, на что контактирующий с гнейсом мрамор в этом месте реагирует образованием трещины.

Таким образом, есть основания считать, что полости, вмещающие пегматитовую и кальцит-флогопитовую минерализацию, образованы в результате сводового (куполовидного) поднятия района флогопитоносного поля. Выше была установлена ориентировка эллипсоида деформации, соответствующая этому процессу. Теперь путем несложных построений нетрудно установить более точное положение оси А эллипсоида деформации. Она должна быть перпендикулярна трещинам отрыва, а ось В будет лежать непосредственно в плоскости трещин. Поскольку трещины скола при анализируемой деформации развиваются очень слабо, их в настоящее время установить трудно, и это не позволяет более точно определить выход оси В на сфере. Используя данные табл. 2, устанавливаем, что простирание оси А колеблется в пределах 140—145°, а ее наклон к горизонту не превышает 5—10%. Простирание оси В равно 50—55°; по отношению к горизонту она является субгоризонтальной. При названных условиях ось С будет занимать субвертикальное положение.

Аналогично и положение эллипсоида напряжений, причем благодаря незначительной роли пластической составляющей при рассматриваемой деформации оси эллипсоида деформации можно считать совпадающими с осями напряжений (Гзовский, 1963).

Наиболее молодыми жильными образованиями флогопитоносного поля принято считать кварц-карбонатные прожилки. Они выполняют две сопряженные системы трещин сколового генетического типа, развитые очень слабо. Выше уже была отмечена возможность образования трещин скола при сводовых и куполовидных поднятиях. Их зарождение отражает качественно новое положение осей деформации, что связано, видимо, с прекращением активного развития этих структур.

       Рис. 24. Определение ориентировки главных осей деформации по сколовым системам трещин, выполненным кварц-карбонатной минерализацией. Плоскости MBN и KBL – граммапроекции трещин скола; плоскость PCBS – плоскость биссектрисы острого двугранного угла плоскостей MBN и KBL; стрелки – оси деформации.

Для определения нового положения осей эллипсоида деформации воспользуемся вспомогательными построениями на стереографической сетке. На рис. 24 показаны граммапроекции двух основных систем сколовых трещин, выполненных кварц-карбонатной минерализацией. Линия их пересечения ОВ есть не что иное, как ось деформации В. Точка ее выхода на полусфере имеет координаты: аз. 58° 10°. Биссектриса острого угла между трещинами скалывания является осью С, а биссектриса тупого угла — осью А. Координаты их выходов на полусфере, соответственно, равны: аз. 325° 10° и аз. 190° 75°. Оси эллипсоида напряжений в рассматриваемом случае совпадают с осями эллипсоида деформации и ориентированы: ось алгебраически максимального напряжения ?1 — субвертикально (аз. 190° 75°); ось алгебраически минимального напряжения ?3 — субгоризонтально (аз. 325° 10°); ось алгебраически среднего напряжения ?2 — субгоризонтально (аз. 58° 10°).